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Dokumentenidentifikation DE69510187T2 25.05.2000
EP-Veröffentlichungsnummer 0749537
Titel HYDROSTATISCHE HOCHGESCHWINDIGKEITSSPINDELKONSTRUKTION
Anmelder Advanced Engineering Systems, Operations & Products Inc., Concord, N.H., US
Erfinder SLOCUM, Alexander, Concord, NH 03301, US
Vertreter Patentanwälte Wasmeier, Graf, 93055 Regensburg
DE-Aktenzeichen 69510187
Vertragsstaaten DE, ES, GB, IT, SE
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 10.03.1995
EP-Aktenzeichen 959099219
WO-Anmeldetag 10.03.1995
PCT-Aktenzeichen IB9500157
WO-Veröffentlichungsnummer 9524569
WO-Veröffentlichungsdatum 14.09.1995
EP-Offenlegungsdatum 27.12.1996
EP date of grant 09.06.1999
Veröffentlichungstag im Patentblatt 25.05.2000
IPC-Hauptklasse F16C 32/06
IPC-Nebenklasse F16C 29/02   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Lager, die von einem dünnen Film eines unter Druck stehenden flüssigen oder gasförmigen Fluids vorzugsweise von Wasser oder dergleichen getragen werden, wobei sich die Erfindung spezieller, aber nicht ausschließlich auf hydrostatische Lager bezieht, die für die Verwendung für rotierende Spindelanordnungen und dergleichen geeignet sind, und zwar für solche mit hohen Umlaufgeschwindigkeiten, mit einem Minimum an Wärmeerzeugung und mit einem Maximum an Belastbarkeit, wobei das Konzept einer Selbstkompensation erläutert wird, um die Anordnung unempfindlich gegenüber äußere Beeinträchtigungen zu machen und die Möglichkeit der Verwendung von hydrostatischen Flüssigkeiten auf Wasserbasis zu schaffen.

Entsprechend erlaubt die vorliegende Erfindung Konstrukteuren und Entwicklern die zulässige Geschwindigkeit und Genauigkeit der Rotationsbewegung von hydrostatischen Lagern zu verbessern. Konstruktionsmethoden von selbstkompensierenden hydrostatischen Lager-Spindel-Taschen und Kompensatoren werden vorgeschlagen, um die Änderungen in der Steifigkeit mit bzw. in Abhängigkeit von der Winkelposition, Blasenbildung bzw. Kavitation oder Unstätigkeiten bzw. Ablösungen im Fluß in den Lagertaschen sowie die Erzeugung von turbulenter Scherkräften oder Scherleistung zu vermeiden, was trotz der unterschiedlicher Effekte konstruktive Lösungen erfordert, die hier beschrieben sind, wobei es primär aber darum geht, daß eine Unterbrechung bzw. ein Ablösen des Flusses vermieden wird, was andernfalls eine Blasenbildung bzw. Kavitation oder Unstätigkeit im Fluß verursachen und damit zu einer Abnutzung und Erosion der Lagerflächen führen würde, und zwar mit der Folge eines Fehlverhaltens oder Defektes des Lagers.

Hintergrund

Hydrostatische Lager sind seit langer Zeit in Verwendung und neuere Verbesserungen bei der konstruktiven Ausbildung des Kompensators, wie dies z. B. in den US-Patenten 5 104 237 und 5 281 032 beschrieben ist, sehen Mittel vor, die es ermöglichen Wasser (oder ähnliche unter Verwendung von Wasser hergestellte oder mit Wasser verwandte Fluids, die nachstehend generell auch als "Wasser" bezeichnet werden), als ein Arbeitsfluid für die Lager zu verwenden. Obwohl Wasser eine ideale Flüssigkeit bzw. ein ideales Fluid im Hinblick auf den Wärmetransport ist und im Hinblick auf die Reduzierung von Scherkräften an der Spindel ist, macht dessen niedrigere Viskosität die Entstehung eines turbulenten Flusses wahrscheinlicher. Wenn aber der Fluß turbulent wird, verursacht er größere Viskosescherverluste und die zusätzliche Leistung kann tatsächlich in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit ansteigen. In der Vergangenheit ergaben sich bei Verwendung von Öl selten turbulente Flüsse, und zwar wegen der hohen Viskosität von Öl, wobei allerdings viel zu viel Wärme für eine Verwendung bei hohen Geschwindigkeiten erzeugt wurde, die noch zu einem Anstieg in der Turbulenz führen können.

Für die Verwendung von Wasser entsprechend den oben genannten Patenten machte es möglich, laminare Geschwindigkeiten vernünftig zu erhalten und selbst dann, wenn der Fluß turbulent wird, erzeugt er tatsächlich lediglich nur die Hälfte der Scherverluste von Öl. Die vorliegende Erfindung bezieht sich hauptsächlich darauf, die Form der Lagerbereiche möglichst effektiv zu optimieren, um einen Hochgeschwindigkeitswasserfluß zu handhaben, der naturgemäß unbedingt durch das Bestreben, Spindeln schnell zu betreiben, es notwendig macht, die Lager in einem turbulenten Zustand zu betreiben. Nachstehend wird auch dargelegt, daß die Ausbildung in Bezug auf die Turbulenz das Lager auch robuster und genauer macht, und zwar selbst dann, wenn sie mit Öl oder in dem nicht turbulenten Zustand betrieben werden.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht es Konstrukteuren, die zulässige Geschwindigkeit und Genauigkeit von Lagern für eine Drehbewegung zu verbessern.

Konstruktionsmethoden werden daher vorgeschlagen für die Ausbildung von selbstkompensierenden hydrostatischen Lagerspindeltaschen und Kompensatoren, um die Effekte in der Änderung der Steifigkeit in Abhängigkeit von der Winkelposition, die Blasenbildung bzw. Kavitation in den Lagertaschen sowie die Erzeugung von turbulenter Scherleistung zu minimieren. Obwohl es möglicherweise so aussieht, daß dies nicht verwandte Effekte sind, erfordern die konstruktiven Lösungen eine Überlappung und werden daher in Kombination für optimale Ergebnisse vorgeschlagen. Der Schlüsselfaktor ist, daß der Fluß an einem Separieren oder Abtrennen bzw. Abreißen gehindert werden muß, was zu einer Blasenbildung bzw. Kavitation führen würde. Diese würde wiederum zu einer Abnutzung und Erosion mit der Lagerflächen führen und damit zu einem Fehlverhalten oder Versagen des Lagers. Blasenbildung bzw. Kavitation ist verhindert durch die Verwendung von sich sanft oder stetig ändernden Formen sowie durch die Einbringung von Druck an Bereichen im Lager, wo sonst der Fluß abreißen und sich ein Hohlraum oder eine Kavität mit geringem Druck ergeben würde.

Aufgabe der Erfindung

Dementsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, neue und verbesserte Lagerausbildungen für die Fluid führenden Bereiche von hydrostatischen Lagern aufzuzeigen, die (Lager) in erster Linie für Spindeln, die mit hoher Geschwindigkeit und hoher Genauigkeit umlaufen, oder dergleichen Anordnungen verwendet werden, obwohl die gleichen konstruktiven Ausbildungen auch bei linearen hydrostatischen Lagern zur Anwendung kommen können, um es zu ermöglichen, diese effizienter herszustellen und minimieren. Andere und weitere Aufgaben und Aspekte werden nachstehend erläutert und sind mehr spezieller niedergelegt in den beigefügten Ansprüchen.

Zusammenfassend

Generell ist eine Spindel mit einem hydrostatischen Präzisionslager versehen, und zwar hergestellt aus einem Gehäuse, welches an einer Maschine befestigt ist, aus einem Satz von Hülsen, die die hydrostatische Fluid-Fluß-Steuerlogik enthält und die in das Gehäuse eingepreßt sind, sowie aus einem rotierenden Schaft oder einer rotierenden Welle, die ihrerseits innerhalb der Hülse sitzt, und zwar mit geringem Spiel, typischerweise mit einem Spiel in der Größenordnung von 5 bis 50 um, und zwar in Abhängigkeit von der Größe der Einheit, vom Druck, von der Viskosität des Fluids sowie von der Geschwindigkeit der Spindel. Eine hydraulische Pumpe liefert das Fluid an die Lager, und ein Motor treibt den Spindelrotor an. Vorzugsweise gibt es fünf bestimmte, jeweils an der Ausführung gebundene Komponenten der vorliegenden Erfindung:

1) In einem selbstkompensierenden System, wie es z. B. in den vorstehenden Patenten beschrieben ist, weist die Sammelnut des selbst kompensierenden Systems anstelle einer Bohrung an einem Ende einen Längsschlitz entlang der Länge der Sammelnut auf, der durch die Hülse hindurchführt, um eine Verbindung mit einer Nut auf der Außenseite der Hülse herzustellen, und zwar für die Zuführung des Fluids an die gegenüberliegende Tasche und für die Verwendung bei sehr hohen Geschwindigkeiten. Der Kollektor ist keilförmig ausgeführt, wobei der mittlere Bereich durchgehend durch die Hülse ausgenommen ist, um ein sanftes Sammeln des Fluids zu veranlassen und das Fluid dann in den Kanal zu pressen bzw. drücken, der es an die gegenüberliegende Tasche führen kann.

2) In einem hydrostatischen Lagersystem, bei dem der Lagerbereich einen ringförmigen vorstehenden Abschnitt oder Bereich aufweist, der einen zentralen Taschenbereich umschließt, ist der zentrale Bereich nicht eine gleichförmig vertiefte Tasche, sondern eher ein Plateau mit der gleichen Höhe wie der umgebende vorstehende Bereich und liegt mit diesem in einer Ebene. Das zentrale Plateau ist dann umgeben von einem Kanal, der den Druck des Plateaus auf einem hohen Niveau hält, welches normalerweise in einem vollständig als Tasche ausgebildeten Bereich herrschen würde.

3) In einem hydrostatischen Lagersystem ist der Kanal, der den zentralen Bereich umgibt im wesentlichen tiefer als der zentrale Bereich, so daß der Fluß in den Kanal, der vorzugsweise durch tangentiale Injektionsmittel erfolgt, wie sie in den vorstehend erwähnten Patenten erwähnt sind, den Druck im zentralen Bereich hoch hält, wobei der Kanal vorzugsweise so geformt ist, daß er schräg abfallende Seiten besitzt, beispielsweise als V-förmiger Kanal, um die Möglichkeit von Turbulenzen und Blasenbildung bzw. Kavitationen zu minimieren, wenn das Fluid, welches durch den Rotor mitgezogen wird, über die Kante des Kanales fließt.

4) Bei einem hydrostatischen Lagersystem, bei dem die Lagerbereiche oder -kissen überlicherweise rechteckförmig in der Formgebung sind, sind diese Lagerbereiche oder Lagerkissen bei der Erfindung vorzugsweise rombusartig geformt, so daß Abschnitte der Lagerbereiche einander überlappen und dadurch zwei Zielen dienen, nämlich einer Abnahme der Änderung der radialen Steifigkeit mit der Umfangsposition und einer Förderung einer vereinfachten Verteilung des Fluids bei hohen Geschwindigkeiten, da die winkligen Taschen das Fluid veranlassen, sich gleichmäßig zu verteilen, und zwar selbst von einem einzigen Einlaßpunkt oder Schlitz aus, der an der vorauseilenden Kante vorgesehen ist, und zwar im Gegensatz zu einer rechteckförmigen Tasche, bei der ein einziger Einlaßpunkt dazu führt, daß der Fluß ausfächert und dadurch dann einige Bereiche der Tasche im Vergleich zu anderen Bereichen nur einen geringen Druck aufweisen, und zwar speziell auch bei hoher Geschwindigkeit.

5) Wird Wasser unter hohem Druck in den Spindeln für die Lager verwendet, wobei Wasser unter hohem Druck oftmals auch als Kühlmittel für den Schneidprozeß benutzt wird, dann ist es möglich, die gleiche Versorgung für beide Zwecke vorzusehen, und zwar speziell dann, wenn der Spindelrotor mit radialen Bohrungen versehen ist, die den Lagerbereich dort schneiden, wo hoher Druck die Kompensatoren umgibt, wobei die radialen Bohrungen ihrerseits axiale Bohrungen schneiden, die entlang des Rotors vorgesehen sind, um das Kühlmittel mit hohem Druck an die Spitze des Werkzeugs zu leiten.

Zusammenfassend ist also eine hydrostatische Lageranordnung vorgesehen mit einem Paar voneinander gegenüberliegenden Lagerflächen, von denen eine Lagerfläche gegenüberliegende, mit Druck beaufschlagbare Lagertaschen für ein Fluid aufweist, welches den Spalt zwischen den Lagerflächen füllt, wobei der Fluidfluß zu einer Lagertasche an einem Bereich der erwähnten einen Lagerfläche durch einen Kompenstationsabschnitt des Lagers geregelt ist, der an einem der erwähnten Lagertasche gegenüberliegenden Bereich vorgesehen ist, und zwar derart, daß eine aus einer Belastung resultierende Verlagerung der erwähnten einen Lagerfläche eine Abnahme des Lagerspalts im Bereich der erwähnten Tasche bewirkt und gleichzeitig zu einer Vergrößerung des Lagerspaltes im Bereich des Kompensationsabschnittes für den Fluidfluß führt, wobei eine solche Lageranordnung dadurch gekennzeichnet ist, daß der Kompensationsabschnitt einen zentralen Öffnungsbereich aufweist, der mit der erwähnten Tasche verbunden ist, und zwar umgeben von einem erhabenen Bereich, wobei die erwähnte Tasche einen zentralen Taschenbereich aufweist, der von Nuten umgeben ist, die graduell oder schräg abfallende Seiten besitzen und mit einem gegenüberliegenden Kompensationsabschnitt verbunden sind, und wobei die Verbindung von dem Kompensationsabschnitt zu der erwähnten Tasche in einem Winkel vorgesehen ist, der den Fluß in eine Richtung lenkt, die im wesentlichen tangential zu der erwähnten einen Lagerfläche ist.

Bevorzugte und beste Ausführungen werden nachstehend beschrieben.

Figuren

Die Erfindung wird nun beschrieben unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Spindel, bei der der Rotor mit selbstkompensierenden hydrostatischen Lagern gelagert ist, die aus einer Hülse bestehen, deren geometrische Merkmale in den Innendurchmesser und Außendurchmesser der Hülse eingebracht sind, wobei die Hülse dann in eine Bohrung eines Gehäuses eingepreßt ist;

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Abschnitt des Kompensationsbereiches eines selbstkompensierenden Lagers, wobei drei Typen von Kompensatoreinheiten dargestellt sind, nämlich ein traditioneller Typ A nach dem Stand der Technik, und zusätzlich ein neuartiger Typ B mit durchgehendem Schlitz und schmalem Profil für hohe Geschwindigkeit, sowie ein keilförmiger Kollektortyp C mit Schlitz;

Fig. 3 Seiten-Schnittdarstellungen eines alten Typs und neuer Typen von Kompensatoren, wobei der alte Typ zeigt, welche Schwierigkeiten das Fluid bei hoher Geschwindigkeit beim Eintreten in die Bohrung hat, während der neue Typ das Fluid in den Schlitz leitet;

Fig. 4 einen Querschnitt einer hydrostatischen Lagertasche mit einer vertieften zentralen Tasche und mit vertieften Nuten, die die Tasche umgeben, um eine Blasenbildung bzw. Kavitation zu vermeiden und ein gleichmäßiges Fließbild an der vorauseilenden Kante des zentralen Taschenbereichs zu erreichen;

Fig. 5 einen Querschnitt einer hydraulischen Lagertasche mit einem zentralen Taschenbereich, dessen Höhe gleich derjenigen der umgebenden, vorstehenden Lagerbereiche ist, und mit graduell geneigt geformten Nuten, die die Tasche umgeben, um eine Blasenbildung bzw. Kavitation zu vermeiden und einen gleichmäßigen Fluß um den zentralen erhabenen Bereich zu bewirken;

Fig. 6 eine Draufsicht eines einzigen Taschenbereichs, von dem das Lager eine Vielzahl aufweisen kann, wobei die Figur zeigt, wie der Taschenbereich ausgebildet sein kann, um eine Rombus-Form zu bilden, und zwar in der Weise, daß sich die Taschen überlappen, um ein gleichförmigeres Steifigkeitsprofil für das Lager zu erhalten, wobei die im Winkel verlaufenden Nuten das Wasser bei hoher Geschwindigkeit aktiv leiten, was dazu beiträgt, Turbulenzen und Blasenbildung bzw. Kavitationen in den Nuten zu vermeiden;

Fig. 7 eine Draufsicht auf einen einzigen Taschenbereich eines Lagers, welches mit einer Vielzahl von Taschen versehen sein könnte, wobei die Figur zeigt, wie der Taschenbereich eine herkömmliche rechteckförmige Form aufweisen kann, jedoch von dem Vorteil Gebrauch macht, daß der zentrale Taschenbereich nicht vertieft, sondern von den graduell abfallenden Nuten umgeben ist;

Fig. 8 eine polare Darstellung des radialen Steifigkeitsprofils eines selbst kompensierende hydrostatischen Lagers, wobei das Profil den mangelnden Steifigkeitseffekt bei der Verwendung von herkömmlichen rechteckförmigen Taschen zeigt;

Fig. 9 einen Querschnitt eines Spindelsystems, bei dem radiale Bohrungen einen Teil des Fluids unter hohem Druck von der Hochdruckversorgung an axiale Bohrungen im Rotor ableiten, und zwar um ein Kühlmittel mit hohem Druck an einem Werkzeug (nicht dargestellt) zur Verfügung zu stellen, welches an dem Spindelrotor durch standartmäßige Mittel gehalten werden kann, die dem Fachmann bekannt sind;

Fig. 10 ein Diagramm des Kühlmitteldruckes in der Mitte der Welle als Funktion des Rotorradius und der Geschwindigkeit. Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung.

Um die Gesamtkonfiguration eines typischen Spindel- oder Wellensystems zu erläutern, welches die hierin beschriebenen Verbesserungen verwendet, zeigt die Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Wellen- oder Spindelanordnung, bei der der Rotor-Schaft von selbstkompensierende hydraulische Lager getragen wird, die aus einer Hülse 60 bestehen, die mit dem geometrischen Merkmalen oder Bereichen versehen sind, die in den ID (inneren Durchmesser) und OD (äußeren Durchmesser) der Hülse eingebracht sind, wobei die Hülse in eine Bohrung eines Gehäuses 15 eingepreßt ist. Die Nuten 71a, 72a und 73a sind zum Sammeln von Wasser vorgesehen, wenn dieses aus der Spindel herausfließt, und aus diesem Grunde sind sie zum Abführungen verbunden. Die Nuten 80a und 81a sind mit einem äußeren Hochdruck-Wassersystem verbunden. Fluid mit hohem Druck fließt von diesen Nuten entlang des Raumes zwischen diesen und in die Sammelnuten, wie z. B. 4b. Diese Nut ist ähnlich der Nut 4b dargestellt in der Fig. 2, aber in der Fig. 1 ist die Rückseite der Nut dargestellt, die dort mit einer spiralförmigen Nut 69a verbunden ist, die in den Außendurchmesser der Hülse 60 eingebracht ist. Diese Nut ist mit einer hydraulischen Tasche, beispielsweise mit der Tasche 15b der Fig. 6 über eine Verbindungsöffnung 21b verbunden. In der Fig. 1 würde eine ähnliche Verbindung von der spiralförmigen Nut an der Rückseite der Spindel die Öffnung 69c sein, die eine Verbindung zu der vorauseilenden Kante der leicht geneigten oder Abgeschrägten Vertiefung 21c herstellt, um Fluid an die Tasche 16c zu liefern. Das Fluid fließt entlang der Tasche und aus den Bereichen 13c und 18c, um aus den Nuten 71a und 72a herauszufließen. Das Fluid, welches überall entlang der Tasche fließt, fließt in die Nut 17c.

Um mit der Diskussion der Merkmale fortzufahren, die den Gegenstand der Erfindung für eine hohe Drehgeschwindigkeit geeignet machen, wird Fig. 2 betrachtet, die eine Draufsicht auf einen Teil des Kompensationsbereichs des selbstkompensierenden Lagers zeigt und in der für Vergleichszwecke nebeneinander drei Typen von Kompensatoreinheiten darstellt sind, von denen ein Typ mit A bezeichnet ist und den traditionellen Stand der Technik wiedergibt, ein weiterer Typ mit B bezeichnet ist und einen neuen Typ mit durchgehenden Schlitz mit einem Hochgeschwindigkeitsprofil wiedergibt und von denen die Einheit C einen neuartigen Kollektortyp mit Schlitz und Keilform wiedergibt. Diese Darstellungen zeigen nur einen Teil der hydraulischen Lageranordnung, die mehr im Detail in der Fig. 6 wiedergegeben ist und die einer hydrostatischen Tasche benachbart ist, die das Fluid der der benachbarten Tasche gegenüberliegenden Tasche zugeführt. Dies bildet daher eine Rückkoppelweg-Charakteristik der selbst kompensierenden hydrostatischen Lager, die in dem früher genannten Patenten beschrieben sind. In der Fig. 2 enthalten die Bereiche 1a und 1b das unter hohem Druck stehende Fluid, welches den Kanälen 2 von den Schlitzen 6b und 6a zugeführt wird. Die Schlitze oder abgewinkelten Eingangsöffnungen tragen dazu bei, Turbulenzen zu reduzieren. Ein traditioneller Selbstkompensator besitzt einen Inselbereich oder erhabeben Bereich 3a und eine zentrale Sammelöffnung 4a. Das Fluid fließt an ein Ende der Vertiefung, wo es nach unten in eine Öffnung 5 und in eine schrauben- oder spiralförmige Nut an der Rückseite der Hülse, wie z. B. 60 der Fig. 1, und gelangt so an die gegenüberliegende Lagertasche. Bei hoher Geschwindigkeit entsteht aber ein großer zirkulierender Fluß in der Vertiefung 4a, der das Fließen in die Öffnung 5 verhindert. Um dieses Problem zu lösen umgeben entsprechender Erfindung die Bereiche 3b eine Vertiefung 4b, die tatsächlich als durchgehender Schlitz durch die Hülse ausgebildet ist. Dies ermöglicht es der Flüssigkeit bzw. dem Fluid, unmittelbar in die spiralförmige Vertiefung an der Rückseite der Hülse hineinzufallen bzw. zu gelangen, sobald die Flüssigkeit in die Tasche eintritt. Auf diese Weise wird die Flüssigkeit bei hoher Geschwindigkeit wesentlich effektiver gesammelt. Dies ermöglicht es auch, die Breite des Kompensators zu minimieren, da ein Schlitz mit einer Breite von 1 mm und mit einer Länge von 20 mm die gleiche Flüssigkeitsmenge verarbeiten kann wie eine Bohrung mit 5 mm Durchmesser. Eine weitere neuartige Designoption, die in der Fig. 2c dargestellt ist, besteht in einem keilförmigen Kompensator, bei dem die erhabenen Bereiche 3c keilförmig ausgebildet sind und der gesamte zentrale Bereich 4c ausgeschnitten ist, um eine Verbindung mit der spiralförmigen Nut an der Rückeseite der Hülse herzustellen. Dieser Typ von Kompensator kann mit hoher Geschwindigkeit umlaufen und wirkt sehr effektiv zum Sammeln der Flüssigkeit, wird aber generall bei Spindeln oder Wellen verwendet, die in einer Richtung umlaufen, wie beispielsweise eine Schleif- oder Polierspindel.

Um noch vollständiger und besser zu illustrieren, weshalb ein durchgehender Schlitz eine bessere Ausbildung ist als eine einfache Bohrung, wird Fig. 3 betrachtet, in der ein seitlicher Schnitt eines Kompensators eines alten bzw. neuen Typs wiedergegeben ist, wobei der alte Typ (A) zeigt, welche Schwierigkeiten das Fluid bei hoher Geschwindigkeit beim Eintritt in die Bohrung hat, während der neue Typ (B) die Flüssigkeit in den Schlitz leitet. In der Fig. 3A wird die Flüssigkeit in den Spalt 8a zwischen der Rotoroberfläche 7a und dem Kompensator gezogen, wo sie dann in den Vertiefungsbereich 4a eintritt. Am Ende des Kompensators gelangt dann einige Flüssigkeit nach unten in die Bohrung und in den spiralförmigen Kanal 9a, wobei aber der größere Teil der Flüssigkeit durch den Spalt 8a nach außen gedrückt wird. Der Kompensator B mit den durchgehenden Schlitz besitzt den Spindel-Rotor 7b, der die Flüssigkeit durch den Spalt 8b und in den Schlitz 4b zieht, wo sie einen großen Raum vorfindet, um an die spriralförmige Nut 9b geleitet zu werden, welche die Flüssigkeit an die gegenüberliegende Tasche wegführt. Alle Kompensatoren mit dem durchgehenden Schlitz sind ebenfalls sehr brauchbar auch bei Linearlagern, wo eine Minimierung der Größe des Kompensators notwendig ist, beispielsweise bei einem Lager mit einem engen Profil, welches kompartibel sein soll mit modularen Linear-Kugellagereinheiten und aus diesem Grunde extremen Beschränkungen in den Abmessungen unterliegt.

Ist die Flüssigkeit von den Kompensatoren gesammelt und an die Taschen geliefert, so ist dann die Art und Weise, in der die Flüssigkeit in die Taschen eintritt ebenfalls sehr bedeutsam. Die Fig. 4 zeigt einen Typ einer Tasche 19a, wie sie für einen nicht turbulenten Fluß in der Tasche verwendet würde. Besonderes Augenmerk muß aber auf die Erzeugung von Turbulenzen an der vorauseilenden Kante der Tasche gerichtet werden. Wenn der Rotor 10a die Flüssigkeit entlang des Spaltes 11a zieht, tritt diese in die Nut 12a ein, die leicht geneigte Seiten aufweist, wobei der Fluß weniger zu einem Abtrennen neigt, als dies bei einer Vertiefung oder Nut 12a der Fall ist, die ein rechteckförmiges Profil aufweist. Die Flüssigkeit tritt dann in den Taschenbereich ein, wird über den Bereich 13a gezogen und gelangt in die gleichförmig geneigte Flüssigkeitsverteilungsnut 15a, die tiefer ist als der zentrale Taschenbereich 16a. Die Nut, die geneigt und tiefer ist, bewirkt, daß die Flüssigkeit, die mit hohem Druck aus den Komperator über die Nut 14a in die Tasche über die Bohrung 21a eintritt, gleichmäßig über die Fläche des zentralen Taschenbereichs 16a verteilt wird. Dieser Flüssigkeitsfluß mit hohem Druck verringert die Tendenz oder das Potential für eine Blasenbildung bzw. Kavitation. Nachdem die Flüssigkeit über den zentralen Taschenbereich 16a fließt, trifft sie auf die andere Seite des Nutensystems auf die gleichmäßig abschallende eingebrachte Nut 17a. Diese Nut kann ebenfalls eine Eintrittsbohrung von dem Kompensator aufweisen, um so eine Spindel- oder Wellendrehung in beiden Richtungen zu ermöglichen. Die Flüssigkeit wird dann durch die Neigung gleichmäßig geleitet, um über den Bereich 18a zu fließen und aus dem Lager heraus, wo sie das Lager über die sanfte oder leicht geneigte Drenagenut 12a verlassen kann.

Bei einer Anordnung für sehr hohe Geschwindigkeiten, bei der die Flüssigkeit turbulent ist, ist es unabhängig von der Taschentiefe tatsächlich vorteilhaft, eine Anordnung 19b zu verwenden, wie sie in der Fig. 5 dargestellt ist. Hier ist, sobald die Flüssigkeit von den Kompensatoren gesammelt und an die Taschen über die Nut 14b geliefert wurde, die Art und Weise, in der sie in die Taschen eintritt sehr bedeutsam. Die Fig. 5 zeigt einen Taschentyp 19b, der für turbulente Flüsse in den Taschen verwendet werden könnte. Da der Rotor 1 Ob die Flüssigkeit entlang des Spaltes 11b zieht und diese an die Drain-Nut 12b gelangt, die leicht geneigte Seiten aufweist, neigt der Fluß weniger zu einem Abtrennen oder Abreißen, als dies der Fall wäre, wenn die Nut 12b ein rechteckförmiges Profil aufweist, und die Flüssigkeit gelangt dann in den Taschenbereich. Hier trifft die Flüssigkeit auf die sanft geneigte Flüssigkeitsverteilungsnut 15b, die tiefer ist als der zentrale Taschenbereich 16b, der tatsächlich auf der gleichen Höhe mit den erhabeben Bereichen 13b und 18b liegt. Die Nut, die geneigt und tiefer ist, leitet die Flüssigkeit mit hohem Druck von dem Kompensator über die Nut 14b, die über die Bohrung 21b mit der Tasche in Verbindung steht, so daß die Flüssigkeit gleichmäßig über die Fläche des zentralen Taschenbereichs 16b verteilt wird. Diese Hochdruck-Flüssigkeits-Fluß bzw. diese Hochdruckflüssigkeitsverbindung minimiert auch das Potential von Blasenbildung bzw. Kavitation. Die Flüssigkeit im Bereich 16b ist turbulent, aber ungleich einem viskosen Fluß, bei dem die Scherkraft proportional zur Geschwindigkeit und der Taschentiefe ist, was auch der Grund dafür ist, weshalb nicht turbulente Lager tiefe Taschen verwenden, bei denen daher die Tiefe der Tasche größer als 3 mm ist, wobei die Scherkraft eines turbulenten Flusses abhängig ist von Reynoldszahl. Es ist besser, daß die Tasche keine Tiefe aufweist. Dies erhöht auch den Restfilmdämpfungseffekt und führt bei höheren Geschwindigkeiten zu wesentlich verbesserten hydrodynamischen Verhältnissen. Diese Ausbildung führt zu einer unglaublich hohen dynamischen Steifigkeit. Nachdem die Flüssigkeit über den zentralen Taschenbereich 16b fließt, gelangt sie an die Außenseite des Nutensystems, an die sanft geneigte, Nut 17b. Diese Nut kann auch eine Eintrittsbohrung oder Öffnung von dem Kompensator aufweisen, um eine Drehung der Spindel in beide Richtungen zu ermöglichen. Die Flüssigkeit wird dann sanft durch die sanfte Neigung geleitet, um über den Bereich 18b zu fließen und aus dem Lager, wobei die Flüssigkeit das Lager über die sanft geneigte Trenagenut 20b verläßt.

Bei dieser neuen Erfindung ist der zentrale Bereich der Tasche nicht mehr vertieft, wie dies bei herkömmlichen Taschen der Fall ist, sondern er besitzt die gleiche Höhe wie der umgebende Bereich. Dies verleiht der Welle eine sehr hohe Quetschfilmdämpfung und Widerstandsfähigkeit gegen Schocküberlastung, und zwar bedingt durch das Vorhandensein eines schmalen Spaltes zwischen dem erhabenen zentralen Bereich und dem umlaufenden Rotor, so daß dann, wenn eine plötzliche Belastung auftritt, die Flüssigkeit nicht sofort nach außen gedrückt werden kann und der Flüssigkeitsfilm verhindert, daß der Rotor in physikalischen Kontakten mit dem Lagergehäuse kommt. Dieses Konzept wurde bei linearen Lagern verwendet, aber es wurde immer angenommen, daß es für Spindeln oder Wellen ungeeignet ist, weil der enge Spalt erhöhte viskose Scherkräfte erzeugen würde. Dies kann in der Tat richtig sein bei Öl, für Wasser mit niedriger Viskosität bei Wellen bzw. Spindeln, die bei Geschwindigkeiten betrieben werden, die mit Kugellagern vergleichbar sind, würde die Turbulenz in den Taschen mehr Hitze erzeugen als in einem Fall, in dem die Tasche überhaupt keine Tiefe besitzt. Das vorliegende Konzept ist, den zentralen Bereich auf der gleichen koplanaren Höhe wie die Lagerbereich zu halten und diesen mit einer V-förmigen Nut zu umgeben, die Turbulenzen und Blasenbildung bzw. Kavitationen in der Spindel verhindert, wodurch der zentrale Bereich auf einem hohen Druck gehalten wird, um die auf die Welle ausgeübte Last zu tragen.

Es wurde nun dargestellt, wie die Flüssigkeit am besten durch die Kompensatoren gesammelt und dann an die Taschen geliefert wird. Die Fig. 6 zeigt, wie die Taschen selbst geformt sein können, um den gleichförmigen Fluß der Flüssigkeit zu erzielen und eine Blasenbildung bzw. Kavitation und Turbulenz, die eine Abnutzung erzeugen könnten, zu vermeiden. Fig. 6 ist eine Draufsicht auf eine einzelne Taschenregion, von der eine Vielzahl vorgesehen sein können. Die Figur zeigt, wie die Taschenregion 16b ausgeführt ist, um ein rombusartige Form zu bilden, so daß die Taschen bei einem Lager mit einer Vielzahl von Taschen einander überlappen, um ein gleichförmigeres Steifigkeitsprofil für das Lager zu erreichen. Die schrägen Nuten 15b und 17b und die seitlichen Nuten 22 und 21 leiten aktiv das Wasser, welches in diese aus der Bohrung 21b bei hoher Geschwindigkeit austritt, was dazu beiträgt, Turbulenzen und Blasenbildung bzw. Kavitationen in den Nuten zu vermeiden. Diese Nuten umgeben den zentralen, nicht vertieften Taschenbereich 16b und bewirken somit, daß dieser auf dem hohen Druck gehalten wird, wie er durch den gegenüberliegenden Kompensator für die Tasche bestimmt ist. Bei dieser Ausbildung ist der zentrale Taschenbereich 16b ebenfalls auf der gleichen Höhe wie die Lagerbereiche 13b und 18b, wie dies in der Fig. 5 der Fall ist. Die Fig. 6 zeigt auch die anderen Attribute bzw. Merkmale des Systems, die in der Fig. 1 wiedergegeben sind. Hier sind die Nuten 91 und 93 zum Ableiten, die Bereiche 97 und 98 zur Vermeidung von Leckage und eine unter Druck stehend Nut 2 ist vorhanden, um die Kompensatoren zu versorgen. Die unter Druck stehende Flüssigkeit fließt entlang des Kompensatorbereichs 3b in den als durchgehenden Schlitz ausgebildeten Kollektor 4b, um von einer nicht dargestellten spiralförmigen Nut auf der Rückseite der Lagerhülse aufgenommen und an eine Tasche gefördert zu werden, die geometrisch gegenüberliegend der Tasche 16b vorgesehen ist.

Die rombusförmigen Taschen können einfach durch ein Elektrodischarge-Verfahren (EDM) oder durch Elektroerodieren hergestellt werden, und zwar auf herkömmlichen EDM-Maschinen. In einigen Fällen kann es aber zur Vereinfachung und für niedrigere Geschwindigkeiten auch wünschenswert sein, eine standartmäßige rechteckförmige Tasche zu verwenden, wie sie in der Fig. 7 dargestellt ist. Hier liegen dann ähnlich Merkmale vor, wie sie bei der Fig. 6 anzutreffen sind. Vorhanden ist ein äußerer Leckbereich 99, Drainagenuten 73a, 72a und 71a. Vorhanden sind eine Drucknut 80a und Bereiche 97 und 98 zur Verhinderung von Leckage. Die Flüssigkeit mit hohem Druck in der Nut 80a zum Zuführen der Flüssigkeit fließt über die Kompensatorbereiche 3b und in den Kollektor 4b mit dem durchgehenden Schlitz, um in eine sprialförmige Nut am Außendurchmesser der Lagerhülse geleitet zu werden, und zwar an eine Tasche gegenüberliegend der Tasche 16a. Die Flüssigkeit aus den Taschen verläßt die Lager über Drainagenuten 71a, 12a, 20a und 72a, die dazu beitragen, das Taschendruckdifferenzial im Lager zu maximieren. Dies führt zu einem wesentlich verbesserten Fluß durch diesen Typ von Lager, als durch Lager, die keine Drainagenuten zwischen den Taschen aufweisen, aber dies führt zu wesentlich größeren Differenzialdrücken in den Taschen, was zu einer Verbesserung der Belastbarkeit der Lager führt. Die Flüssigkeit mit hohem Druck aus dem Kompensator gelangt in den Lagerbereich durch die Bohrung 21a, die Flüssigkeit fließt über den zentralen vertieften Taschenbereich 16a, der keine seitlichen Nuten 21 und 22 benötigt, wie dies bei dem nicht vertieften Taschenbereich der Fig. 6 notwendig ist. Die Flüssigkeit gelangt an das Ende des Taschenbereichs 16a und kann dann an den Kanal 17a gelangen, der ebenfalls leicht geneigt ist, falls das Lager bidirektional ausgebildet ist, oder falls das Lager unidirektional ausgebildet ist, wie dies beispielsweise für eine Schleif- oder Fräseinrichtung der Fall ist, kann auf die Nut 17a verzichtet werden, um die Kosten zu reduzieren. Falls dies der Fall ist, muß das Ende des Taschenbereiches 16a leicht geneigt ausgebildet sein, welcher dann beispielsweise einen wendel- oder fächerartigen Schlitz an der vorauseilenden Kante der tief und dort sanft geneigten Nut 15a speißt.

Um den Effekt einer nicht rondischen Tasche zu illustrieren, zeigt die Fig. 1 eine polare Darstellung des radialen Steifigkeitsprofils eines selbstkompensierenden hydraulischen Lagers, welches den Effekt bei der Verwendung von herkömmlichen rechteckförmigen Taschen zeigt. Falls rombische Taschen verwendet werden, wird dieser Effekt um 50% oder mehr reduziert. Dies führt zu einer größeren Spindelgenauigkeit.

Zusammenfassend läßt sich also feststellen, daß die Erfindung sich mit der Formgebung der Taschen in einer Weise vollständig abweichend von jeder früheren Taschen-Ausbildung von hydrostatische Lager befaßt, wobei bei der neuen Erfindung der zentrale Bereich der Taschen nicht mehr vertieft ist, wie dies bei herkömmlichen Taschen der Fall ist, sondern vielmehr die gleiche Höhe aufweist wie der umgebende erhabeben Bereich. Hierdurch wird für die Spindelanordnung eine sehr hohe Quetsch- oder Lagerfilmdämpfung und eine sehr hohe Widerstandsfähigkeit gegen Schockbelastung erreicht, und zwar durch das Vorhandensein eines schmalen Spaltes zwischen dem erhabenen zentralen Bereich und dem umlaufenden Rotor. Weiterhin ist, um einen hohen hydrostatischen Druck über diesen zentralen Bereich der Tasche aufrechtzuerhalten, dieser Bereich durch eine Nut umgeben, die geneigte Seiten aufweist, um so die Möglichkeit einer Flußsepartation bzw. einer Unterbrechung des Flusses und einer Blasenbildung bzw. Kavitation zu minimieren, was ansonsten zu einer Abnutzung der Taschen führen könnte. Da der zentrale Bereich einen schmalen Spalt bildet und von einer sanft geneigten Nut umgeben ist, wird der turbulente Fluß, der bei hohen Geschwindigkeiten speziell bei Verwendung von Wasser auftreten kann, geringere Kräfte erzeugen, als dies bei Anordnungen mit tiefen Taschen und mit einem hochturbulenten Fluß der Fall ist. Zusätzlich können die Taschen rombusartig geformt sein, so daß einander benachbarte Taschen tatsächlich überlappen, was die Genauigkeit erhöht und den Fluß in den die jeweilige Tasche umgebenden Nut veranlaßt, um den zentralen Bereich zu fließen, ohne daß zirkulierende Flußmuster erzeugt werden, die die Turbulenz und Abnutzung erhöhen. Darüberhinaus wird die umgebende Nut mit hohem Druck versorgt, und zwar durch die Selbstkompensationsmittel, um eine Welle unter Last zu tragen, wobei der hohe Druck in Abhängigkeit von der auf die Welle einwirkenden Last durch Mittel eines Selbstkompensationssystems geliefert wird, wo eine Zone des Lagers benachbart zu den Taschen die Kompensationseinheiten umgibt, und zwar mit einem hohen konstanten Druck von einer Pumpe, der entlang einem Bereich fließt, der eine Sammelnut aufweist oder einen Schlitz, der dann durch die Lagerhülse hindurchgeführt ist, in der die Taschen und die Kompensatoren vorgesehen sind. Die Hülse ist durch Schrumpfen in einem großen Gehäuse gehalten, um für eine gute Dichtung zu sorgen und spiralförmige Nuten an der Rückseite der Hülse einzuschließen. Der erwähnte Schlitz, der durchgehend vorgesehen ist, verbindet eine spiralförmige Nut, die sich um die Rückseite der Hülse erstreckt und stellt mit einer Bohrung oder einem Schlitz eine Verbindung zu der Nut an der gegenüberliegenden Seite des Lagers her, die umgeben ist von einem Nutenbereich und von einem erhöhten Bereich. Die Nut selbst umgibt dann einen zentralen erhöhten Bereich, der die gleiche Höhe aufweist, wie der vorgenannte erhabene Bereich, so daß der zentrale Bereich dann den gleichen Druck wie die Tasche aufweist und somit die Belastung der Welle aufnimmt. Wenn sich somit der Rotor dreht und eine Last ausgeübt wird, und zwar beispielsweise durch Schneidkräfte, erhöht sich der Spalt zwischen dem Kompensator und den Rotor an der einen Seite des Rotors und verringert sich an der anderen Seite des Rotors, so daß mehr Flüssigkeit in den einen Kompensator als in den anderen Kompensator fließt und der Flüssigkeitsfluß an die eine Tasche größer ist als an die andere Tasche und der Differenzdruck an den Taschen einen Ausgleich der Belastung des Rotors bewirkt. In dem Fall, daß der Rotor mit hoher Drehzahl umläuft, gelangt die Flüssigkeit, die in den Kompensator fließt, unmittelbar in den Schlitz und durch die Hülse in die Nut, die die Flüssigkeit an den gegenüberliegenden Taschenbereich bringt. Hierdurch zielt der mit hoher Geschwindigkeit umlaufende Rotor bei der Verwendung des durchgehenden Schlitzes die Flüssigkeit nicht an das Ende der Sammelnut in der Mitte des Kompensators, wo sie sonst eine energieverzehrenden Druck erzeugen würde, der den Zirkulationsfluß reduziert.

Da die Effizienz des Systems erhöht wird, wird es auch plausibel, die Leistung der Druckversorgungseinheit zu erhöhen, um es einem gewissen Anteil der Flüssigkeit unter hohem Druck zu erlauben, durch radiale Öffnungen im Rotor auszutreten und in axiale Bohrungen einzutreten, die Flüssigkeit unter hohem Druck dem Werkzeug zuführen, welches an der Spindel gehalten ist, um dadurch eine integrierte Werkzeugkühlung zu erhalten.

In Abhängigkeit von der Geschwindigkeit und Belastbarkeit, die angestrebt ist, sowie in Abhängigkeit von den Kosten, die aufgewendet werden sollen, können einige oder alle diese Design-Möglichkeiten kombiniert werden, falls dies gewünscht ist.

Da Wasser als hydrostatische Flüssigkeit verwendet wird und da Wasser auch mit geeigneten Zusätzen als Arbeitsflüssigkeit bei vielen Anwendungen verwendet wird, kann es wünschenswert sein, die gleiche Flüssigkeit für die Lager und die Werkzeuge zu verwenden. Dies minimiert die Kosten der Spindelanordnung, da kugelgelagerte Drehspindel oder Wellen häufig eine sehr aufwendige Kupplung verwenden, um die Spindel mit einem Öl oder hohem Druck für die Schmierung der Lagerung während des Betriebes zu versorgen sowie auch mit Kühlmedien auf Wasserbasis unter hohem Druck, um das Werkzeug zu Kühlen und anfallende Späne zu entfernen. Die Fig. 9 zeigt einen schematischen Querschnitt eines Spindelsystems, bei dem radiale Bohrungen 95 und 98 einen Anteil der Flüssigkeit unter hohem Druck von der Vorsorgungsnut 81a und 80a für den hohen Druck an axiale Bohrungen 96 und 97 in dem Rotor 50 liefern, um ein Kühlmedium unter hohem Druck an ein Werkzeug (nicht dargestellt) zu liefern, welches an dem Spindelrotor unter Verwendung von Standartmitteln gehalten ist, die dem Fachmann bekannt sind. Die Spindel weist die gleiche Konstruktion auf, wie sie in der Fig. 1 gezeigt ist, und zwar mit einem Gehäuse 90, einer Hülse 60, in der die Lagerlogig bzw. die Lagerelemente eingearbeitet sind, und zwar bevor die Hülse in dem Gehäuse durch Schrumpfen befestigt ist, sowie die Drenagenuten 71a, 72a und 73a.

Der Druck (in metrischen Einheiten) an jeder inneren und äußeren Radiuskombination läßt sich nach der folgenden Formel berechnen, wobei p die Dichte der Flüssigkeit, ω die Geschwindigkeit und r&sub1; und r&sub2; der Spindel Außendurchmesser bzw. der Radius der axialen Öffnung sind:

Perreichbar = PS - Pzentrifugal

Pzentrifugal = p(r&sub1;² - r²&sub2;)ω²/2

Fig. 10 zeigt eine Darstellung des Druckes des Kühlmediums in der Mitte des Schaftes bzw. der Welle als Funktion des Rotorradius und der Geschwindigkeit. Falls die Kühlmittelversorgung 10, 35, 10&sup6; Pa (1500 psi) beträgt, wie dies bei einer Spindelanordnung für sehr hohe Geschwindigkeiten der Fall war, bei der zur Reduzierung der Scherkraftverluste der Scherbereich des Lagers minimiert ist, und falls die Nuten für die Druckversorgung bei einem Radius von 100 mm vorgesehen sind, werden bei 20.00 Umdrehungen pro Minute 6,55 10&sup6; Pa (950 psi) verbraucht, und zwar durch den erzeugen Zentrifugaldruck.

Dies würde immer noch reproduzierbare 4,48 10&sup6; Pa (650 psi) für das Werkzeugkühlsystem übrig lassen. Falls die Spindel nicht umläuft, aber die Hydrostatik eingeschaltet ist, würde das Kühlmittel aus der Spindel herauslaufen. Aus diesem Grunde kann es in einigen Fällen notwendig sein, ein durch Zentrifugalkraft aktiviertes Ventil 101 und 102 der Fig. 9 vorzusehen, welches nur bei ziemlich hohen, vorbestimmten Geschwindigkeiten einen Flüssigkeitsfluß in das Werkzeug erlaubt.

Weiter Modifikationen der Erfindung sind für Fachleute erkennbar, wobei alle diese Modifikationen unter den Schutzumfang der Erfindung fallen, wie sie in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.


Anspruch[de]

1. Hydrostatische Lageranordnung mit einem Paar von einander gegenüberliegenden Lagerflächen, von denen eine Lagerfläche gegenüberliegende, mit druckbeaufschlagbare Lagertaschen eines Fluid (19a, 19b, 16c) aufweist, welches den Spalt (11a, 11b) zwischen den Flächen füllt, wobei der Fluidfluß zu einer Lagertasche (19a, 19b, 16c) an einem Bereich der erwähnten einen Fläche durch einen Lagerkompensationsabschnitt (B, C) reguliert ist, der an einem der erwähnten Lagertasche gegenüberliegenden Bereich vorgesehen ist, und zwar derart, daß eine Verlagerung der wenigstens einen Lagerfläche, die (Verlagerung) die aus einer Belastung resultiert und eine Abnahme des Lagerspaltes im Bereich der erwähnten Tasche (19a, 19, 16) bewirkt, gleichzeitig zu einer Vergrößerung des Lagerspaltes im Bereich des Kompensationsabschnittes (B, C) für den Fluid- Fluß führt, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompensationsabschnitt (B, C) einen zentralen Öffnungsbereich (4b, 4c) aufweist, der mit der erwähnten Tasche (19a, 19b, 16c) verbunden ist, und zwar umgeben mit einem vorstehenden oder stegartigen Bereich (3b, 3c), wobei die erwähnte Tasche (19a, 19b, 16c) einen zentralen Taschenbereich aufweist, der von Nuten (15a, 15b, 17a, 17b) umgeben ist, die graduell oder schräg abfallende Seitenwände besitzen und mit einem gegenüberliegenden Kompensationsabschnitt (B, C) verbunden sind, und daß die Verbindung von dem Kompensationsabschnitt (B, C) zu der erwähnten Tasche (19a, 19b, 16c) mit einem Winkel versehen ist, der den Fluß in eine Richtung lenkt, die im wesentlichen tangential zu der erwähnten einen Lagerfläche ist.

2. Hydrostatische Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerabschnitte, die den zentralen Taschenbereich (16a, 16b) aufweisen und der umgebende stegartige Bereich (13a, 18a; 13b, 18b) im wesentlichen eine Rhombus-Form aufweisen.

3. Hydrostatische Lageranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Taschenbereich (16a, 16b) und der umgebende stegartige Bereich (13a, 18a; 13b, 18b) der Lagertasche (19a, 19b, 16c) im wesentlichen die gleiche Höhe aufweisen.

4. Hydrostatische Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensationsabschnitte (B, C) langschlitzartige oder keilschlitzartige Öffnungen sind.

5. Hydrostatische Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerflächen ein Paar von einander gegenüberliegenden sich linear erstreckenden Flächen bilden, die von einer zylindrischen Welle oder Schaft (50) und einem konzentrisch umschließenden Lagergehäuse (90) gebildet sind.

6. Hydrostatische Lageranordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der erwähnte Spalt genügend schmal ist, um für den Schaft (50), in Form einer rotierenden Spindel oder Welle, eine von einem Film mit hohem Anpreßdruck gebildeten Dämpfung und einen Widerstand gegen auftretende Belastungsstöße zu schaffen.

7. Hydrostatische Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die graduell abfallenden Seitenwände der Nuten (15a, 15b, 17a, 17b) so justiert sind, um die Möglichkeit einer Fluid-Separation und -Kavitation zu minimieren und um durch Flußturbulenzen bedingte Abreißkräfte zu reduzieren.

8. Hydrostatische Lageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß schrauben- oder spiralförmige Nuten (69a) um die Rückseite einer Hülse (60) vorgesehen sind, die zwischen der Welle (50) und dem Gehäuse (90) vorgesehen ist, wobei die Sammelschlitze (4b, 4c) durch die Hülse (60) mit der erwähnten Tasche (19c, 19b, 16c) an der gegenüberliegenden Seite der Hülse (60) in Verbindung stehen.

9. Hydrostatische Lageranordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine gemeinsame Fluid-Quelle oder -Versorgung für das Kühlen der Welle bzw. des Spindelschaftes (50) und für die Lagerfunktion verwendet ist, wobei in der Welle (50) Öffnungen (95, 98) gebildet sind, die einen Bereich (80a, 81a) des Lagers schneiden, wo ein hoher Fluid-Druck einen erwähnten Kompensationsabschnitt (B, C) umgibt.







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