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HINTERGRUND DER OFFENBARUNG
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1. Bereich der Offenbarung
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Die
vorliegende Offenbarung betrifft im Allgemeinen Lager und insbesondere
hydrostatische und hydrodynamische Lager, welche statische Schmierkissen
bzw. einen dünnen
Schmierfilm verwenden, um eine rotierende Welle abzustützen. Insbesondere betrifft
die vorliegende Offenbarung ein Hybridlager, welches sowohl hydrostatische
als auch hydrodynamische Komponenten aufweist, wobei die hydrostatische
Komponente derart angeordnet ist, dass das Lager im Wesentlichen
gegenüber
der Biegung einer rotierenden Welle unempfindlich ist, welche durch dieses
abgestützt
ist.
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2. Beschreibung der verwandten
Technik
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Hybridlager
wurden weithin bei vielen Anwendungen verwendet, welche von Maschinenwerkzeugspindeln
bis Hochgeschwindigkeitsturbomaschinen reichen, wobei die durch
solche Lager abgestützten
Wellen mit hohen Drehzahlen gedreht werden. Ein Hybridlager wird
beispielsweise in dem US Patent Nr. 5,871,285 gezeigt und beschrieben.
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Bei
vielen Lageranwendungen wird eine Querbelastung (zusätzlich zu
irgendwelchen Gravitationseffekten auf die Welle) auf die von dem
Lager abgestützte
rotierende Welle ausgeübt,
was eine Biegung oder Ablenkung der Welle zur Folge hat. Die rotierende
Welle einer verstellbaren Flügelzellenpumpe
beispielsweise wird einer Biegung ausgesetzt. Wie es bekannt ist,
umfasst eine Flügelzellenpumpe im
Allgemeinen einen Rotor mit einer Mehr zahl von sich radial erstreckenden
Flügelschlitzen,
eine Mehrzahl von Flügelelementen,
welche innerhalb der Flügelschlitze
des Rotors für
eine Radialbewegung darin verschieblich aufgenommen sind, und einen
Nocken bzw. Hubring mit einer Innenfläche, welche den Rotor koaxial
umgibt, sodass äußere Enden
der Flügelelemente
die Nockeninnenfläche
während
der Drehung des Rotors kontaktieren. Der Nocken kann relativ zu dem
Rotor geschwenkt werden, um das Ausmaß der Exzentrizität zwischen
diesen zu verändern
und die Verdrängung
der Flügelzellenpumpe
zu verändern. Eine
verstellbare Flügelzellenpumpe,
welche Hybridlager verwendet, ist beispielsweise in dem US Patent Nr.
5,545,014 gezeigt.
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Bei
einer einfach wirkenden Flügelzellenpumpe
(ein Einlass und ein Auslass) ist ein Hohlraum zwischen dem Nocken
und dem Rotor ausgebildet und umfasst gegenüberliegende Niederdruck- und Hochdruckseiten.
Die Pumpe umfasst auch ein Gehäuse,
welches den Rotor und den Nocken enthält und einen Einlass besitzt,
welcher mit der Niederdruckseite kommuniziert, und einen Auslass,
welcher mit der Hochdruckseite kommuniziert. Eine drehbare Welle
stützt
den Rotor koaxial ab und Lager sind in dem Gehäuse aufgenommen und stützen die
drehbare Welle koaxial ab. Da die Welle zwischen gegenüberliegenden
Niederdruck- und Hochdruckseitender Flügelzellenpumpedreht, wirkt
eine Querbelastung auf die rotierende Welle, was eine Biegung oder
Ablenkung der Welle bewirkt.
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Folglich
besteht eine Notwendigkeit für
ein neues und verbessertes Lager, welches verwendet werden kann,
um höhere
Drehwellenbelastungen zu erreichen, sodass Maschinen, welche ein
solches Lager enthalten, mit reduzierter Größe und Gewicht gebaut werden
können
und dennoch effizient sind. Insbesondere besteht eine Notwendigkeit
für ein
Lager, welches eine erhöhte
Belastbarkeit besitzt. Insbesondere besteht eine Notwendigkeit für ein Lager, welches
im Wesentlichen gegenüber
einer durch eine Ablenkung der Welle bei erhöhten Querlasten bzw. Querbelastungen
verursachte Wellenfehlausrichtung unempfindlich ist.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER OFFENBARUNG
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Die
vorliegende Offenbarung stellt ein Lager zum Abstützen einer
rotierenden Welle bereit, welche eine Querlast aufnimmt, wobei das
Lager die Welle längs
einer Lastlinie (als die Richtung einer von der Welle auf das Lager übertragenen
Kraft definiert) abstützt
und wobei das Lager der rotierenden Welle an einer Lauflinie (als
der naheste Punkt zwischen der rotierenden Welle und dem Lager definiert)
am nächsten
ist. Das Lager umfasst eine Umfangsinnenoberfläche, in der eine Schmiermittelnische
ausgebildet ist. Die Schmiermittelnische ist so dimensioniert und
konfiguriert, dass darin enthaltenes unter Druck stehendes Schmiermittel
eine hydrostatische Kraft entgegen der Welle bereitstellt. Zusätzlich ist die
Schmiermittelnische von der Lastlinie axial und in Umfangsrichtung
so versetzt, dass die dadurch erzeugte hydrostatische Kraft die
Lauflinie zu einem Ort drängt
oder verschiebt, welcher im Wesentlichen rechtwinklig zu der Lastlinie
ist, wodurch das Lager im Wesentlichen unempfindlich gegenüber einer Wellendurchbiegung
oder -ablenkung ist.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Boden der Schmiermittelnische
eine Ausnehmung, sodass die hydrostatische Kraft des Lagers präziser gegen
die Welle gerichtet wird. Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst das Lager eine
Schmiermittelnut an der Innenoberfläche derselben, um einen dünnen hydrodynamischen
Schmiermittelfilm zwischen der rotierenden Welle und der Innenoberfläche des
Lagers bereitzustellen. Gemäß einem
zusätzlichen
Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst das Lager auch eine
Versorgungsöffnung,
welche sich von einer Außenoberfläche des
Lagers zu der Ausnehmung in der Schmiermittelnische erstreckt, zur
Zufuhr von Hochdruck-Schmiermittel zu der Nische, der Ausnehmung
und der Nut.
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Weitere
Merkmale des Lagers der vorliegenden Offenbarung werden für den Durchschnittsfachmann,
auf den sich die vorliegende Offenbarung bezieht, aus der nachfolgenden
detaillierten Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen leichter offenbar.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Damit
der Durchschnittsfachmann leichter versteht, wie man ein Lager gemäß der vorliegenden Offenbarung
bereitstellt, wird eine bevorzugte Ausführungsform des Lagers unten
detailliert unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, in
welchen:
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1 eine
Seitenansicht eines Abschnitts, teilweise im Schnitt, einer Pumpe
ist, welche ein Lager gemäß der vorliegenden
Offenbarung zum Abstützen
einer drehbaren Welle enthält;
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2 eine
Schnittansicht der Pumpe längs einer
Linie 2/2 der 1 ist;
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3 eine
teilisometrische Ansicht des die drehbare Welle abstützenden
Lagers der 1 ist, welche der Klarheit halber
ein übertrieben
dargestelltes Laufspiel zwischen der Welle und dem Lager besitzt,
wobei ein Abschnitt der Welle weggeschnitten ist, um eine Innenoberfläche des
Lagers zu enthüllen, und
wobei die Welle bezüglich
des Lagers in einer Gegenuhrzeigerrichtung rotierend gezeigt ist;
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4 eine
flache Projektion (abgewickelt) der Innenoberfläche des Lagers der 3 ist;
und
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5 eine
Endansicht des Lagers und der Welle der 3 ist.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Auf 1 bis 5 Bezug
nehmend stellt die vorliegende Offenbarung ein Lager 10 bereit,
welches so aufgebaut ist, dass es eine Welle 70 abstützt, welche
unter einer Quer- oder Radiallast dreht. Das Lager 10 ist
im Wesentlichen gegenüber
einer durch eine Biegung der Welle bei erhöhten Querbelastungen verursachten
Wellenfehlausrichtung unempfindlich, sodass sich die Belastbarkeit
des Lagers bei höheren
Belastungen nicht verschlechtert. Während das hier offenbarte Lager 10 für jede Anwendung dienlich
ist, bei der eine Querbelastung auf eine rotierende Welle ausgeübt wird,
ist ein Lager gemäß der vorliegenden
Offenbarung besonders nützlich
zur Abstützung
einer Welle einer verstellbaren Flügelzellenpumpe, bei der die
Welle zwischen radial entgegengesetzten Nieder- und Hochdruckzonen
arbeitet.
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1. Die verstellbare Flügelzellenpumpe
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Eine
verstellbare Flügelzellenpumpe 12 kann
beispielsweise in einer Kraftstoffdosiereinheit 14 enthalten
sein, wie in den 1 und 2 gezeigt.
Eine solche Kraftstoffdosiereinheit 14 wird verwendet,
um unter Druck stehenden Kraftstoff einem Gasturbinenantrieb zuzuführen. Eine ähnliche
Kraftstoffdosiereinheit ist detaillierter beispielsweise in dem
US Patent Nr. 5,545,014 gezeigt und beschrieben.
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Im
Allgemeinen umfasst die Kraftstoffdosiereinheit 14 eine
Druckerhöhungspumpe 16,
um der Flügelzellenpumpe 12 zugeführten Kraftstoff
unter Druck zu setzen, und ein Gehäuse 18, das vier Abschnitte 20, 22, 24, 26 hat,
welche zusammenpassen, um die Druckerhöhungspumpe 16 und
die Flügelzellenpumpe 12 einzuschließen. Die
Druckerhöhungspumpe 16 ist
im Wesentlichen zwischen dem ersten und dem zweiten Gehäuseabschnitt 20, 22 enthalten
und umfasst einen Axialinducer 28 und ein Förderelement 30.
Ein Pumpeneinlass 32, um dem Axialinducer 28 Kraftstoff
zu liefern, ist durch den ersten Gehäuseabschnitt 20 definiert
und ein Sammelbereich 34, um unter Druck stehenden Kraftstoff
von dem Förderelement 30 aufzunehmen,
ist durch den ersten und den zweiten Gehäuseabschnitt 20, 22 definiert.
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Die
Flügelzellenpumpe 12 ist
im Wesentlichen zwischen dem zweiten und dem dritten Gehäuseabschnitt 22, 24 enthalten
und umfasst einen Rotor 36 mit einer Mehrzahl von Flügelelementen 38,
welche in Flügelschlitzen
des Rotors radial abgestützt sind.
Die äußeren Spitzen
der Flügelelemente 38 kontaktieren
eine Innenoberfläche
eines Nockens (Hubring) 40, welcher den Rotor 36 koaxial
umgibt. Der Nocken 40 ist an einem Stift 42 drehbar
gelagert, welcher zwischen dem zweiten und dem dritten Gehäuseabschnitt 22, 24 abgestützt ist,
und ein Kolben 44, welcher beispielsweise durch eine Antriebssteuer/regeleinrichtung
(nicht gezeigt) gesteuert/geregelt wird, stellt die Nockenverlagerung
und somit die Pumpenausgabe ein.
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Weiterhin
unter Bezugnahme auf die 1 und 2 umfasst
der zwischen dem Nocken 40 und dem Rotor 36 ausgebildete
Hohlraum einen Hochdruckbereich 46 und einen Niederdruckbereich 48. Die
Flügelelemente 38 befördern Kraftstoff
von dem Niederdruckbereich 48 zu dem Hochdruckbereich 46,
wenn sich der Rotor 36 dreht. Die Flügelzellenpumpe 12 umfasst
auch ein Umfangsdistanzstück 50 und
Endplatten 52, welche helfen, den Hohlraum zwischen dem
Rotor und dem Nocken abzudichten. Der zweite Gehäuseabschnitt 22 definiert
einen Flügeleinlass 54 zu
dem Niederdruckbereich 48 der Flügelzellenpumpe 12.
Der Flügeleinlass 54 ist
mit dem Sammler 34 der Druckerhöhungspumpe 16 durch
einen Diffusor (nicht gezeigt) verbunden. Ein Flügelauslass 56, welcher
durch den dritten Gehäuseabschnitt 24 definiert
ist, steht mit dem Hochdruckbereich 46 der Flügelzellenpumpe 12 in
Verbindung.
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Energie
zum Antrieb der Kraftstoffdosiereinheit 14 wird durch einen
Motor (nicht gezeigt) zugeführt,
welcher die Einheit einschließt,
durch eine Primärantriebswelle 58.
Die Primärantriebswelle 58 umfasst
ein erstes Keilwellenprofil 60, einen sich radial erstreckenden
Kranz 62 und ein zweites Keilwellenprofil 64.
Der Kranz 62 der Welle 58 ist mit einer Wellendichtung 66 und
dem vierten Gehäuseabschnitt 26 in
Eingriff, um die Welle 58 innerhalb des Gehäuses 18 zu
halten. Wie gezeigt, wird das Gehäuse 18 beispielsweise
durch Befestigungsmittel 68 zusammengehalten.
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Eine
Hülse 70 ist
koaxial auf der Primärantriebswelle 58 aufgenommen
und umfasst ein erstes Keilnabenprofil 72, welches mit
dem zweiten Keilwellenprofil 64 der Primärantriebswelle
im Eingriff ist. Wie gezeigt, ist der Rotor 36 der Flügelzellenpumpe 12 koaxial
auf einer äußeren Oberfläche der
Hülse 70 aufgenommen
und befestigt. Eine Sekundärantriebswelle 74 treibt
die Druckerhöhungsstufe 16 von
einer gemeinsamen Keilwellenverbindung mit der Hülse 70 an. Normalerweise
ist das erste Keilwellenprofil 60 der Primärantriebswelle 58 mit
einer Antriebsquelle des Motors, wie z. B. einem Getriebe, im Eingriff
und wird von dieser angetrieben, sodass die Druckerhöhungspumpe 16 und
die Flügelzellenpumpe 12 betrieben
werden.
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Ein
Lager 76 ist in dem dritten Gehäuseabschnitt 24 aufgenommen
und nimmt die Hülse 70 und die
Primärantriebswelle 56 auf
und lagert diese. Zusätzlich
ist das gemäß der vorliegenden
Offenbarung aufgebaute Lager 10 in dem zweiten Gehäuseabschnitt 22 aufgenommen
und nimmt die Hülse 70 und die
Sekundärantriebswelle 74 auf
und lagert diese. Da die Wellen 58, 74 und die
Hülse 70 zwischen
radial gegenüberliegenden
Niederdruck- und Hochdruckseiten der Flügelzellenpumpe 12 drehen,
wirkt eine Quer- oder Radiallast auf die rotierenden Wellen und
die Hülse.
Das Lager 10 gemäß der vorliegenden Offenbarung
hat jedoch den Vorteil, dass es im Wesentlichen gegenüber einer
Wellenfehlausrichtung unempfindlich ist, welche durch eine Biegung
der Welle mit erhöhten
Querbelastungen verursacht wird, sodass sich die Belastbarkeit des
Lagers 10 bei höheren
Belastungen nicht verschlechtert.
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2. Das Hybridlager
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Nun
auf die 3 und 4 Bezug
nehmend ist das Lager 10 gemäß der vorliegenden Offenbarung
ein Hybridlager des "Fluidfilmtyps", welches hydrodynamische
und hydrostatische Reaktionskräfte
kombiniert, um eine adäquate Schmierung und
Belastbarkeit für
das Lager sicherzustellen. Die hydrostatische Reaktionskraft wird
primär
durch eine Schmiermittelnische 80 erzeugt, welche in einer
Umfangsinnenoberfläche 82 des
Lagers 10 ausgebildet ist, während die hydrodynamische Reaktionskraft
primär
durch eine in der Innenoberfläche 82 des
Lagers 10 ausgebildete Schmiermittelverteilungsnut 84 erzeugt
wird.
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Die
hydrostatische Nische 80 in der Innenoberfläche 82 des
Lagers 10 erlaubt es, dass sich unter Druck stehendes Schmiermittel
darin sammelt und bezüglich
der rotierenden Welle 70 relativ stationär bleibt,
sodass das Schmiermittel ein "Schmierkissen" ausbildet, welches
die rotierende Welle 70 abstützt. Während die Nische 80 primär eine hydrostatische
Kraft bereitstellt, stellt sie auch eine hydrodynamische Kraft bereit,
indem sie ein wenig zu einem dünnen
Schmiermittelfilm beiträgt,
welcher sich mit der rotierenden Welle 70 zwischen der
Welle und dem Lager 10 bewegt.
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Wie
am besten in 4 zu sehen ist, ist die Schmiermittelnische 80 von
einer Lastlinie "L" (nachfolgend als
eine Richtung der von der Welle 70 auf das Lager 10 übertragenen
Kraft definiert) um einen vorbestimmten Abstand "d1" axial
versetzt. Insbesondere ist die Schmiermittelnische 80 axial
zu der Außenseite 86 (d.
h. weg von der Flügelzellenpumpe) des
Lagers 10 versetzt. Zusätzlich
ist die Schmiermittelnische 80 von der Lastlinie "L" um einen vorbestimmten Abstand "d2" in Umfangsrichtung
versetzt. Insbesondere ist die Schmiermittelnische 80 von
der Lastlinie "L" in einer Richtung
entgegengesetzt zu der Richtung der Wellendrehung in Umfangsrichtung
versetzt. Die hydrostatische Schmiermittelnische 80 ist im
Allgemeinen rechteckig und bezüglich
des Lagers 10 quer orientiert.
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Vorzugsweise
umfasst ein Boden der Nische 80 eine Ausnehmung 88,
wodurch die von der Nische erzeugte hydrostatische Kraft am stärksten ist
und präziser
gegen die Welle 70 gerichtet ist. Wie gezeigt, ist die
Ausnehmung 88 ebenso in einer axialen Richtung von der
Lastlinie "L" bezüglich der
Schmier mittelnische 80 versetzt, aber ist stärker als
die Nische in einer Umfangsrichtung versetzt. Insbesondere ist die
Ausnehmung 88 von der Lastlinie "L" um
einen vorbestimmten Abstand "d3" in Umfangsrichtung versetzt.
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Die
hydrodynamische Kraft wird primär durch
eine längliche
Nut 84 bereitgestellt, welche eine Tiefe und eine Breite
besitzt, welche beide kleiner als die Tiefe und die Breite der hydrostatischen Nische 80 sind.
Jedoch trägt
die längliche
Nut 84 etwas zu der hydrostatischen Kraft bei. Wie gezeigt,
ist die hydrodynamische Schmiermittelnut 84 länglich, schneidet
die Nische 80 und ist bezüglich des Lagers 10 axial
orientiert. Somit ist die Schmiermittelnut 84 rechtwinklig
zu der Schmiermittelnische 80. Wie gezeigt, ist die Schmiermittelnut 84 nach
der Lastlinie "L" ausgerichtet. Es
sollte jedoch bemerkt werden, dass ein Hybridlager, welches gemäß der vorliegenden
Offenbarung hergestellt ist, eine von der Lastlinie "L" versetzte Schmiermittelnut haben könnte.
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Eine
Versorgungsöffnung 90 erstreckt
sich von einer äußeren Oberfläche 92 des
Lagers 10 zu der Ausnehmung 88 und der Nische 80,
um unter hohem Druck bereitgestelltes Schmiermittel sowohl der Nische 80,
der Ausnehmung 88 als auch der Nut 84 zuzuführen. Obwohl
nicht gezeigt, umfasst die Kraftstoffdosiereinheit 14 Durchgänge zur
Verbindung der Versorgungsöffnung 90 des
Lagers 10 mit der Hochdruckseite 46 der Flügelzellenpumpe 12.
Wie am besten in 5 dargestellt ist, ist die Versorgungsöffnung 90 zusätzlich mit
einer Öffnung
an der Ausnehmung 88 versehen, welche kleiner als eine Öffnung der Öffnung an
der äußeren Oberfläche 92 des
Lagers ist, sodass der Druck des hindurchströmenden Kraftstoffs zunimmt.
Obwohl nicht gezeigt, nimmt das Lager 10 Brennstoff-Schmiermittel
und eine Kühlströmung durch
winzige Zwischenräume
zwischen der Welle 70 und dem Lager 10 auf.
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Auf 4 Bezug
nehmend besitzt das Hybridlager 10 einen Innenumfang "c" und eine Länge "l". Als
ein Beispiel eines Hybridlagers 10, welches gemäß der vorliegenden
Offenbarung hergestellt ist, besitzt das Lager einen Innen umfang "c" von etwa 8,98 Zoll und eine Länge "l" von etwa 2,0 Zoll; die Schmiermittelnische 80 ist
von der Lastlinie "L" um einen vorbestimmten
Abstand "d1" von etwa 0,4 Zoll axial
versetzt und ist von der Lastlinie "L" um
einen vorbestimmten Abstand "d2" von etwa 0,64 Zoll
in Umfangsrichtung versetzt; und die Ausnehmung 88 ist
von der Lastlinie "L" um einen vorbestimmten
Abstand "d3" von etwa 1,0 Zoll
in Umfangsrichtung versetzt. Es sollte bemerkt werden, dass diese
speziellen Abmessungen eines Hybridlagers 10 gemäß der vorliegenden
Offenbarung nur beispielhaft sind und nicht als einschränkend beabsichtigt
sind, da ein Hybridlager gemäß der vorliegenden
Offenbarung mit anderen geeigneten Abmessungen bereitgestellt werden
kann.
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Das
Lager 10 gemäß der vorliegenden
Offenbarung ist für
einen robusten endlosen Betrieb entworfen und kann aus einer schmiedbaren
Bleibronzelegierung oder einem geeigneten Äquivalent hergestellt sein.
Die Lagerendflächen
und -innenoberflächen
sind auch vorzugsweise mit einer Indiumbeschichtung und Trockenfilmschmiermitteln
behandelt.
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3. Funktion
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5 veranschaulicht,
wie das Lager 10 der vorliegenden Offenbarung funktioniert,
um eine verbesserte Stabilität
und erhöhte
Belastbarkeit bereitzustellen. Die Wechselwirkung zwischen der rotierenden
Welle 70 und dem Lager 10 erzeugt die Lastlinie "L" und eine Lauflinie "R".
Die Lastlinie "L" ist hier als eine
Linie "L" definiert, welche
sich von der Achse 71 der Welle 70 radial durch
einen Punkt erstreckt, wo die Welle 70 im Wesentlichen
von dem Lager 10 abgestützt
ist (d. h. zwischen etwa 75% und etwa 85% des Gewichts der Welle 70 und
der darüber
getragenen Last). Die Lauflinie "R" ist hier als eine
Linie "R" definiert, welche
sich von der Achse 71 der Welle 70 radial zu einem
Punkt erstreckt, an dem eine Außenoberfläche der
Welle 70 der Innenoberfläche 82 des Lagers 10 infolge
einer Wellenbiegung am nächsten
ist (ohne eine Biegung oder Ablenkung der Welle würde die
Außenoberfläche der
Welle an allen Stellen gleichmäßig von
der Innenoberfläche
des Lagers beabstandet sein, sodass eine Lauflinie nicht vorhanden
wäre).
Wenn sich die Welle 70 nicht dreht, konvergieren die Lauflinie "R" und die Lastlinie "L". Während sich
die Welle 70 dreht, bewegt sich jedoch die Lauflinie "R" in Umfangsrichtung von der Lastlinie "L" in der Drehrichtung weg, da die rotierende
Welle die Innenoberfläche 82 des
Lagers 10 "hinaufläuft".
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Bekanntermaßen tritt
eine Wellenbiegung oder -ablenkung hauptsächlich in einer Ebene auf, welche
die Lauflinie "R" enthält. Es wurde
festgestellt, dass als ein Ergebnis des Versatzes der Schmiermittelnische 80 axial
und in Umfangsrichtung von der Lastlinie "L" das
resultierende hydrostatische Druckkissen des Schmiermittels dazu
dient, die Lauflinie "R" weiter von der Lastlinie "L" zu drängen oder zu verschieben. Somit
umfasst ein bevorzugtes Lager 10 gemäß der vorliegenden Offenbarung
eine Schmiermittelnische 80, welche sowohl axial als auch
in Umfangsrichtung von der Lastlinie "L" derart versetzt
ist, dass das resultierende Schmiermitteldruckkissen die Lauflinie "R" im Wesentlichen rechtwinklig bzw. orthogonal
zu der Lastlinie "L" drängt.
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Da
der Entwurf des vorliegenden Lagers 10 bewirkt, dass die
Lauflinie "R" im Wesentlichen
rechtwinklig zu der Lastlinie "L" ist, tritt die Ablenkung
der Welle im Wesentlichen nicht in der Ebene der Lastlinie "L" auf. Die Belastbarkeit des Lagers 10 gemäß der vorliegenden
Offenbarung ist daher im Wesentlichen gegenüber einer Biegung oder Ablenkung
der Welle 70 unempfindlich und die Belastbarkeit des Lagers 10 verschlechtert
sich in Reaktion auf eine Biegung oder Ablenkung der Welle 70 nicht.
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Die
Tiefe der Nische 80 und der Ausnehmung 88 sind
ausgewählt,
wie es von Fachleuten des hydrostatischen und hydrodynamischen Lager- 10 Designs
bekannt ist, um groß genug
zu sein, damit der Widerstand gegenüber einer Fluidströmung von der
Nische 80 und der Ausnehmung 88 erlaubt, dass Schmiermittel
im Wesentlichen während
des Betriebs darin bleibt, um ein statisches Druckpolster auszubilden.
Die Nut 84 ist jedoch enger und flacher als die Nische 80,
sodass Schmiermittel leichter von der Nut 84 strömt, um einen
dünnen
Film zwischen der Welle 70 und dem Lager 10 bereitzustellen.
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Zusammenfassend
wird ein Lager offenbart, welches eine reibungslose genaue Drehbewegung einer
Welle um eine Achse bereitstellt, wobei die Welle von einem mechanischen
Kontakt mit dem Lager durch einen dünnen Film von unter Druck stehendem Fluid
abgehalten wird, welcher aus einer Nut in der zylindrischen Innenoberfläche des
Lagers strömt. Das
Lager verwendet auch ein innovatives Verfahren, um eine gesteigerte
Stabilität
zu erreichen, indem eine hydrostatische Komponente des Lagers derart
ausgerichtet wird, dass Auswirkungen einer Wellenbiegung auf die
Belastbarkeit des Lagers im Wesentlichen beseitigt werden.
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Es
sollte verstanden werden, dass die vorangehende Beschreibung nur
der Veranschaulichung von Lagern gemäß der vorliegenden Offenbarung dient.
Verschiedene Alternativen und Modifikationen können von Fachleuten erdacht
werden, ohne von der Offenbarung abzuweichen. Folglich ist die vorliegende
Offenbarung dafür
gedacht, alle solche Alternativen, Modifikationen und Varianten
zu umfassen, welche in den Schutzbereich der angehängten Ansprüche fallen.