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Dokumentenidentifikation DE19636274C2 26.07.2001
Titel Gleitlager mit selbsteinstellender Tragfähigkeit
Anmelder Sauer-Sundstrand GmbH & Co., 24539 Neumünster, DE
Erfinder Ivantysyn, Jaroslav, Dr.-Ing., 23843 Bad Oldesloe, DE
Vertreter Patent- und Rechtsanwälte Bardehle, Pagenberg, Dost, Altenburg, Geissler, Isenbruck, 81679 München
DE-Anmeldedatum 06.09.1996
DE-Aktenzeichen 19636274
Offenlegungstag 12.03.1998
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 26.07.2001
Veröffentlichungstag im Patentblatt 26.07.2001
IPC-Hauptklasse F16C 32/06
IPC-Nebenklasse F01B 3/00   F04B 1/20   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein hydrostatisch entlastetes Gleitlager gemäß Oberbegriff von Anspruch 1 sowie Hydromaschinen unterschiedlicher Bauart und allgemeine Lagerungen mit einem solchen Gleitlager gemäß Ansprüchen 14 bis 22.

Derartige Gleitlager sind bekannt und z. B. in LANG, O. R.; STEINHILPER, W.: Gleitlager, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York 1978 und IVANTYSYN, S. und M.: Hydrostatische Pumpen und Motoren, Vogel-Buchverlag, Würzburg, 1993 beschrieben.

In der DE 20 42 106 ist ein in einem Gleitschuh gelagerter Kolben einer Hydromaschine beschrieben, wobei der Gleitschuh eine Dichtleiste aufweist, mit welcher er an einer Gleitfläche geführt ist und mittels welcher dort Schmiertaschen im Gleitschuh in seiner der Gleitfläche zugewandten Fläche gebildet sind. Schmiermitteltaschen sind beispielsweise auch in der DE 19 42 054 beschrieben.

In unterschiedlichen Maschinen, insbesondere in hydrostatischen Pumpen und Motoren, werden häufig bewegliche und stark durch Druckkräfte belastete Teile in Gleitlagern, die durch die Zufuhr der Druckflüssigkeit zu den Schmiermitteltaschen hydrostatisch entlastet sind, gelagert. Beispielhaft sollen hier wesentliche Baugruppen von Verdrängermaschinen aufgeführt werden: In Axialkolbenmaschinen der Schrägscheibenbauart, deren Konstruktionen und Funktionen in IVANTYSYN, J. und M., Hydrostatische Pumpen und Motoren, Vogel-Buchverlag, Würzburg, 1993 beschrieben sind, betrifft dies Gleitschuhe, welche die gesamte Kolbenkraft bei einer Relativbewegung des Gleitschuhs und der Schrägscheibe auf die Schrägscheibe übertragen, der rotierende Zylinderblock, der durch die Druckkräfte in den Zylindern auf den stehenden Steuerspiegel gedrückt wird, das Kugelgelenk, das Kolben und Gleitschuh verbindet und die gesamte Kolbenkraft auf den Gleitschuh überträgt.

Bei verstellbaren Hydromaschinen kann auch die schwenkbare Schrägscheibe, die durch die resultierende Druckkraft aller Kolben belastet ist, in einem hydrostatisch entlasteten Lager gelagert werden. Bei Axialkolbenmaschinen der Schrägachsenbauweise, deren Funktionsbeschreibung ebenso aus IVANTYSYN, J. und M., Hydrostatische Pumpen und Motoren, Vogel-Buchverlag, Würzburg, 1993 hervorgeht, besteht diese Möglichkeit außerdem auch bei der Axiallagerung der Welle mit Triebflansch, der durch die von den Kolben übertragenen Druckkräfte belastet ist. Ähnliche Gleitlagerungen findet man auch in anderen hydrostatischen Maschinen, z. B. in Radialkolbenmaschinen, Zahnradmaschinen, Schraubenmaschinen.

Die Auslegung eines hydrostatisch entlasteten Lagers ist allgemein bekannt und in der Fachliteratur ausführlich beschrieben, wie z. B. in IVANTYSYN, J. und M., Hydrostatische Pumpen und Motoren, Vogel-Buchverlag, Würzburg, 1993; BACKE, W., Grundlagen der Ölhydraulik, Umdruck zur Vorlesung, 8. Auflage, RWTH Aachen, 1992; und LANG, O. R./STEINHILPER, W., Gleitlager, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York 1978. Die Nachteile und Probleme beim Einsatz der hydrostatischen Lager lassen sich wie folgt zusammenfassen:

Hydrostatisch entlastete Gleitlager benötigen für ihre einwandfreie Funktion die Druckflüssigkeit, die in oben erwähnten hydrostatischen Maschinen meistens von der Hochdruckleitung bzw. den Hochdruckräumen der Maschine entnommen wird. Die Druckflüssigkeit, die durch diese Lager zu der Niederdruckseite fließt, kann nicht mehr zur Energiewandlung ausgenutzt werden. Deshalb muß dieser Volumenstrom als volumetrischer Verlust betrachtet werden.

Zur Reduzierung der Verluste und zur Erhöhung der Lagersteifigkeit werden Drosseln in den Zulaufkanälen zu den druckbeaufschlagten Flächen angeordnet. Die Drosselquerschnitte in herkömmlichen Maschinen müssen dabei extrem klein sein, um eine nennenswerte Lagersteifigkeit zu erreichen und um die volumetrischen Verluste in angemessenen Grenzen zu halten. Die dabei erforderlichen Querschnitte sind sehr aufwendig, bzw. in einigen Fällen auch nicht herstellbar. Bei einer Kapillare, die als Drossel dienen soll, müßte die Länge sehr groß sein, meist größer als die Länge, welche in der Maschine zur Verfügung steht. Außerdem gibt es in hydrostatischen Maschinen auch Stellen, wo die Anordnung von Drosseln nicht möglich ist, z. B. die Lagerung des Zylinderblocks auf dem Steuerspiegel.

Um die volumetrischen Verluste in vernünftigen Grenzen zu halten, werden deshalb die Schmiermitteltaschen des Lagers bei bekannten Maschinen so ausgelegt, daß nicht die gesamte Last hydrostatisch kompensiert wird. Durch die überschüssige Restkraft werden dann die sich relativ bewegenden Teile aneinandergepreßt, wodurch eine ausreichende Dichtheit gewährleistet ist. Die Restkraft wird im Stillstand und bei niedrigen Relativgeschwindigkeiten durch Festkörperkontakt der Teile übertragen. Zwischen den relativbewegten Teilen entsteht infolge der nichtkompensierten Restkraft Festkörper-, bzw. Mischreibung, was große Reibkräfte und Verschleiß verursacht. Bei höheren Geschwindigkeiten wird die Restkraft meist vollständig durch das infolge des hydrodynamischen Effekts im Spalt ausgebildete Druckfeld kompensiert. Das Lager funktioniert als hydrostatisch entlastetes hydrodynamisches Gleitlager.

Der oben beschriebene Sachverhalt wird im weiteren am Beispiel eines hydrostatischen Lagers, welches in Axialkolbenmaschinen der Schrägscheibenbauart zur Übertragung der Kolbenkräfte auf die Schrägscheibe dient und unter der Bezeichnung Gleitschuh allgemein bekannt, sowie in der aufgeführten Fachliteratur beschrieben ist, ausführlich erläutert.

Der Gleitschuh stellt im Prinzip ein Einflächen-Axiallager dar. Die Wirkungsweise eines Gleitlagers für einen Gleitschuh gemäß dem Stand der Technik wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Fig. 1 bis 4 erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Kolben mit Gleitschuh einer herkömmlichen, meistbenutzten Konstruktion;

Fig. 2 ein vergrößertes Teil des Gleitschuhs im Bereich der Gleit- und Dichtfläche des herkömmlichen Gleitschuhs nach Fig. 1 mit schematisch dargestelltem Druckfeld unter dem Gleitschuh bei einer Lagerspielhöhe h2 > 0 zur Erläuterung der Wirkungsweise;

Fig. 3 ein vergrößertes Teil des Gleitschuhs im Bereich der Gleit- und Dichtfläche des herkömmlichen Gleitschuhs nach Fig. 1 mit schematisch dargestelltem Druckfeld unter dem Gleitschuh bei einer Lagerspielhöhe h2 → 0 oder h = 0 zur Erläuterung der Wirkungsweise;

Fig. 4 einen Kolben mit einer Dichtleiste gemäß DE 20 42 106.

Der Kolben 1, der sich über einen mittels Kugelgelenk 2 angelegten Gleitschuh 3 an einer Abstützfläche 4 des huberzeugenden als Träger 5 dienenden Gegenstücks abstützt, übt eine Hin- und Herbewegung im Zylinder 11 aus. Aus dem Zylinderdruckraum 12 wird die Druckflüssigkeit zu dem Gleitschuh 3 zur Schmiermitteltasche 8 über Verbindungskanäle 7 im Kolben 1 und 9 im Gleitschuh 3 geführt. Die Schmiermitteltasche 8 besitzt üblicherweise eine Tiefe h zwischen einigen Zehntel Millimeter bis einige Millimeter. Unter diesen Bedingungen herrscht in der Schmiermitteltasche 8 ein gleicher Druck p0 wie im oberen Teil der Fig. 2 dargestellt ist, weil der Druckabfall zwischen der Zulauföffnung 10 und dem Durchmesser D1 bei einer solchen Tiefe h vernachlässigbar klein ist. Die Schmiermitteltasche 8 kann beliebig geformt sein, z. B. flach wie in Fig. 1 dargestellt oder als konische Aussparung.

Die Abstützfläche 4 des Gegenstücks bzw. des Trägers 5 und die Gleit- und Dichtfläche 6 des Gleitstücks 3 werden in herkömmlichen Konstruktionen so genau wie möglich zueinander parallel gefertigt. Die erforderliche hohe Genauigkeit kann dabei durch das relativ kostenintensive Läppen erreicht werden.

Unter der Voraussetzung, daß die Abstützfläche 4 und die Gleit- und Dichtfläche 6 parallel sind und daß die Strömung zwischen diesen Flächen einen laminaren Charakter aufweist, kann der Druckverlauf unter der Gleit- und Dichtfläche 6, d. h. zwischen den Durchmessern D1 und DA mathematisch beschrieben und die Gleitschuhabdruckskraft FAN als die Tragkraft des Druckfelds unter dem Gleitschuh errechnet werden.

Bei oben genannten Bedingungen ist die Gleitschuhabdruckskraft FAB und damit auch die sogenannte Gleitschuhbalance B, die als Verhältnis der Gleitschuhabdruckskraft FAB und der Gleitschuhandruckskraft FAN definiert wird (B = FAB/FAN), unabhängig von der Gleitschuhspalthöhe h2 (= Lagerspielhöhe), weil das Druckfeld unter dem Gleitschuh sich mit der Änderung der Lagerspielhöhe h2 nicht ändert. Das Druckfeld unter dem Gleitschuh bleibt auch bei h2 > 0 unverändert, wie in Fig. 3 dargestellt ist. Demgegenüber steigen die volumetrischen Verluste unter dem Gleitschuh mit der dritten Potenz der Spalthöhe h2.

Die Schmiermitteltasche 8 und die Lager- oder Gleitschuhabmessungen, d. h. DA und D1 in Fig. 1 und 2, werden in herkömmlichen Lösungen so gewählt, daß die durch das Druckfeld in der Schmiermitteltasche 8 und das Druckfeld zwischen der Gleit- und Dichtfläche 6 entstehende Gleitschuhabdruckskraft FAB etwas niedriger als die auf den Gleitschuh wirkende Andruckskraft FAN ist, d. h. für die Gleitschuhbalance gilt B < 1. Die Restandruckskraft wird dann im Stillstand und bei niedriger Relativgeschwindigkeit zwischen Gleitschuh 3 und Abstützfläche 4 durch den metallischen Kontakt zwischen der Dichtfläche 6 und der Abstützfläche 4 des Gegenstücks 5 übertragen. Bei höherer Relativgeschwindigkeit wird die Restkraft durch die infolge des hydrodynamischen Effekts im Spalt zwischen der Dichtfläche 6 und der Abstützfläche 4 entstehende hydrodynamische Kraft kompensiert.

Bei niedrigen Relativgeschwindigkeiten, d. h. beim Anlauf und bei niedrigen Drehzahlen, wird der Gleitschuh 3 auf die Abstützfläche 4 mit der Restkraft gedrückt. Bei langsamer Relativbewegung zwischen Gleitschuh 3 und Abstützfläche 4 entsteht demzufolge zwischen diesen Teilen eine relativ große Reibungskraft. Dementsprechend ist der hydraulisch-mechanische Wirkungsgrad bzw. der Anlaufwirkungsgrad niedrig. Würde der Gleitschuh so ausgelegt, daß die Gleitschuhabdruckskraft FAB genau gleich oder größer als die Gleitschuhandruckskraft FAN ist, wäre die Reibungskraft zwischen Gleitschuh 3 und Abstützfläche 4 zwar niedriger, es würden dabei jedoch große Volumenstromverluste unter dem Gleitschuh entstehen, weil der Gleitschuh abheben würde.

Zur Erhöhung der Lagersteifigkeit und zur Reduzierung von Volumenstromverlusten beim Abheben des Gleitschuhs wurden bisher mehrere Maßnahmen vorgeschlagen. So wurden unterschiedliche Drosselstellen in den Zulaufkanälen konstruiert, z. B. Kapillaren im Kolben 1 oder Düse 13 im Kolben 1 oder Düse 14 im Gleitschuh 3 oder Düsen in Serie an beiden Stellen gleichzeitig, wie in Fig. 1 dargestellt ist. Nachteilig bei diesen Maßnahmen ist, daß funktionierende Drosseln sehr kleine Querschnitte verlangen. Die Berechnungen zeigen, daß bei herkömmlichen hydrostatischen Maschinen die Bohrungsdurchmesser kleiner als 0,2 mm sein müßten. Die Fertigung solcher Bohrungen ist sehr aufwendig und teuer. Außerdem besteht in der Praxis die Gefahr, daß die Bohrung durch Schmutzpartikel verstopft wird, was die Gleitschuhfunktion und damit die Funktion der gesamten Maschine stark beeinträchtigt.

Steinhilper, W., "Hydrostatische Lagerungen" in: Der Konstrukteur, Bd. 14, Heft 5, 1983, S. 8-14, beschreibt planparallele Spalte von hydrostatischen Lagerungen. Unter "nicht planparalleler Spalt" wird darin ein Schmiermittelspalt verstanden, welcher im unbelasteten Zustand linear von innen nach außen abnimmt. Für die beschriebenen hydrostatischen Lager sind komplizierte Schmiermittelversorgungssysteme erforderlich, welche Pumpen, Vorwiderstände, Rücklaufsperren und Hydrospeicher aufweisen. Die Vorwiderstände sind Drosseln, (siehe auch Tab. 1, Punkt 4.4., Bild 23), welche für das Funktionieren der beschriebenen Lager erforderlich sind.

Eine andere Lösung des Problems ist in der DE 20 42 106 beschrieben, welche in Fig. 4 dargestellt ist. In der Schmiermitteltasche 8 des Gleitschuhs 3 ist zwischen einer Zulauföffnung 10 und einer äußeren Dichtleiste 6 mindestens eine sogenannte Drosselleiste 15 angeordnet, die den Volumenstrom unter dem Gleitschuh reduzieren soll. Allerdings muß der Durchflußquerschnitt unter der Leiste für eine funktionierende Drosselleiste sehr klein sein, etwa 0,00077 cm2, wie in der erwähnten Patentschrift angegeben. Dies bedeutet bei herkömmlichen Konstruktionen, daß der Abstand zwischen der Drosselleiste 15 und der Abstützfläche 4 weniger als 0,001 mm sein muß. Eine prozeßsichere Herstellbarkeit eines solchen Gleitschuhs ist sehr problematisch und erfordert zudem sehr genaue und damit kostenintensive Fertigungs- bzw. Oberflächenbearbeitungsverfahren.

Die beschriebenen Probleme und Nachteile treten bei allen, nicht vollständig entlasteten Gleitlagern auf.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein hydrostatisch vollständig entlastetes Gleitlager zu schaffen, welches im gesamten Bereich der Relativgeschwindigkeiten der sich bewegenden Teile, d. h. vom Stillstand bis zur maximalen Geschwindigkeit, eine niedrige Reibung und niedrige Volumenstromverluste aufweist und einfach mit geringem Aufwand herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird durch ein hydrostatisch entlastetes Gleitlager mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst.

Zweckmäßige Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.

Demgemäß weist das erfindungsgemäße Gleitlager, welches insbesondere für Gleitschuhe hydrostatischer Kolbenmaschinen Anwendung findet, einen Träger mit einer Abstützfläche auf, worauf ein gleitendes, eine Gleit- und Dichtfläche aufweisendes Gleitstück bewegbar abgestützt ist. Zwischen der Abstützfläche und einem dichtenden Abschnitt der Gleit- und Dichtfläche befindet sich eine Lagerspielhöhe h2 bzw. im Falle eines Gleitschuhs bei hydrostatischen Kolbenmaschinen eine Gleitschuhspalthöhe, wobei die Gleit- und Dichtfläche mit mindestens einer flachen, durch den dichtenden Abschnitt der Gleit- und Dichtfläche abgegrenzten Aussparung der Tiefe h verstehen ist. Die Aussparung ist über mindestens einen Verbindungskanal hydraulisch mit einer Druckquelle für ein Schmiermittelfluid verbunden, so daß ein Schmierspalt der Höhe h2 + h ausgebildet ist. Erfindungsgemäß ist der Schmierspalt zur Erzielung einer hydrostatischen Entlastung derart bemessen, daß eine selbsteinstellende, von der Lagerspielhöhe h2 abhängige Tragfähigkeit des Gleitlagers erzielbar ist, wobei im Schmierspalt eine Spaltströmung erzeugt wird, bei welcher die Geschwindigkeit des Schmiermittelfluids im wesentlichen überall positiv ist und der Druck in Strömungsrichtung sinkt.

Ein derartiges erfindungsgemäßes Gleitlager mit der selbsteinstellenden, von der Lagerspielhöhe abhängigen Tragfähigkeit, besitzt eine große Lagersteifigkeit auch ohne Drossel in den Kanälen, welche das Schmiermittel in die Aussparung des Lagers führen. Dadurch entstehen gleichzeitig verbesserte Laufeigenschaften sowie ein niedrigerer Schmiermittelfluidbedarf im Vergleich zu herkömmlichen hydrostatisch entlasteten Gleitlagern, und zwar selbst bei niedrigeren Relativgeschwindigkeiten der zueinander beweglichen, aneinandergleitenden Bauteile.

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen hydrostatisch entlasteten Gleitlager ohne Drosseleinrichtungen im Schmiermittelfluidzulauf zu der Aussparung bzw. den Aussparungen bzw. zu Schmiermitteltaschen besteht darin, daß sie überall dort in Maschinen und Anlagen einsetzbar sind, wo auch herkömmliche Gleitlager benutzt werden. Darüber hinaus sind die erfindungsgemäßen hydrostatisch entlasteten Gleitlager auch dort einsetzbar, wo bisher wegen der niedrigen Reibung beim Anlauf und wegen des niedrigen Schmiermittelflüssigkeitsverbrauchs bevorzugt Wälzlager eingesetzt worden sind. Wichtige derartige Anwendungsmöglichkeiten sind in den Ansprüchen 14 bis 22 beansprucht.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Lager besteht darin, daß die Gestaltung der Gleit- und Dichtflächen mit ausreichender Genauigkeit durch ein einfaches Feindrehen herstellbar sind. Höhere Anforderungen an die Oberflächenbearbeitung brauchen nicht gestellt zu werden. Damit sind die Herstellungskosten für ein derartiges Lager deutlich geringer als bei bekannten Gleitlagern, bei welchen Feinstbearbeitungen zur Oberflächengestaltung erforderlich sind. Da die Oberflächenrauhigkeit der Lagerflächen bei den erfindungsgemäßen Aussparungen keine Rolle spielen, kann z. B. bei kleineren Lagern die Herstellung der im wesentlichen flach ausgebildeten Aussparungen auf den Gleitflächen z. B. durch Ätzen realisiert werden.

Somit ergeben sich durch den Einsatz der erfindungsgemäßen hydrostatisch vollständig entlasteten Gleitlager erheblich reduzierte Kosten, Abmessungen und ein reduzierter Materialeinsatz bei gleichzeitig verbesserten Eigenschaften der Maschinen.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel liegt die Tiefe h der Aussparung bezüglich der Gleit- und Dichtfläche in einem Bereich von 0 mm bis zu 0,15 mm. Somit ist eine derartige Aussparung nicht vergleichbar mit den im Stand der Technik bekannten Schmiermitteltaschen, deren Tiefe deutlich größer ist.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist im Bereich der erfindungsgemäßen Aussparung mindestens eine Schmiermitteltasche mit der Tiefe H zusätzlich vorgesehen, wobei H groß gegen h ist. Das heißt, die Abmessungen der Schmiermitteltaschentiefe übersteigen deutlich die Tiefe der Aussparung gemäß der Erfindung.

Vorzugsweise ist die Aussparung in der Abstützfläche des Trägers ausgebildet. Der Vorteil einer Ausbildung der Aussparung der Abstützfläche des Trägers besteht darin, daß die Zuführung von Schmiermittelfluid über ein stationäres Maschinenbauteil realisiert werden kann. Eine Schmiermittelfluidzufuhr durch den sich im Betrieb z. B. einer hydrostatischen Kolbenmaschine bewegenden Kolben ist jedoch auch möglich und ebenso leicht technisch realisierbar, indem der Kolben hohlgebohrt ist und das Schmiermittelfluid durch den Kolben der in der Gleit- und Dichtfläche des Gleitstücks angeordneten Aussparung zugeführt wird.

Gemäß noch einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Aussparung sowohl in der Gleit- und Dichtfläche als auch in der Abstützfläche ausgebildet. Vorzugsweise ist die Aussparung zu etwa gleichen Teilen sowohl in der Gleit- und der Dichtfläche als auch in der Abstützfläche eingearbeitet, wobei die Breite beider Aussparungsteile im wesentlichen einander entspricht.

Vorzugsweise ist die Abstützfläche als eine Ebene ausgebildet. Das bedeutet, daß das eine ebene Oberfläche aufweisende Gleitstück mit seiner Gleit- und Dichtfläche an der ebenfalls im wesentlichen ebenen Abstützfläche des Trägers gleitet. Die ebenen Gleitflächen besitzen den Vorteil einer besonders einfachen Fertigung. Dabei kommt der Vorteil der einfachen Fertigung deshalb noch stärker zum Tragen, da erfindungsgemäß keine sehr großen Anforderungen an die Genauigkeit der Oberflächenbearbeitung gestellt werden müssen.

Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Abstützfläche als äußere Oberfläche eines Zylinders ausgebildet, d. h. die Abstützfläche ist als konvexe Fläche ausgebildet.

Gemäß noch einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Abstützfläche als eine innere Oberfläche eines hohlen Zylinders ausgebildet, d. h. als eine konkave Fläche.

Ebenso ist es möglich, daß die Abstützfläche gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel als äußere Oberfläche einer Kugel oder als innere Oberfläche einer hohlen Kugel ausgebildet ist.

Diese zahlreichen Anwendungsmöglichkeiten des erfindungsgemäßen hydrostatisch vollständig entlasteten Gleitlagers belegen, daß aufgrund der relativ geringen Anforderungen an die Oberflächengestaltung der zueinander gleitenden Lagerteile deren Anwendungsmöglichkeiten nahezu unbegrenzt sind.

Damit kann gemäß noch einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel je nach Anwendung der dichtende Abschnitt der Gleit- und Dichtfläche des Gleitstückes als Kreisring, Rechteck oder als ovale Fläche ausgebildet sein; die Form des dichtenden Abschnitts ist jedoch nicht auf die genannten geometrischen Flächenformen beschränkt.

Gemäß noch einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Breite der Gleit- und Dichtfläche gleich Null, so daß beim Anlegen des Gleitstückes auf der Abstützfläche die Berührung zwischen dem Gleitstück und seiner Abstützfläche linienförmig ausgebildet ist. Eine derartige linienförmige Berührung zwischen dem Gleitstück und der Abstützfläche ist vor allen Dingen dort vorteilhaft, wo kleinste Lagerabmessungen sowie eine hochpräzise und reibungsvermindernde Wirkung des Gleitlagers gefordert werden.

Vorzugsweise besitzen die Aussparungen eine solche Tiefe von deren Grund, daß sie durch Ätzen herstellbar sind.

Bevorzugte Anwendungen des Gleitlagers gemäß der Erfindung sind:

Gleitschuhe und Schrägscheibe von hydrostatischen Axialkolbenmaschinen in Schrägscheibenbauart, Gleitschuhe von hydrostatischen Radialkolbenmaschinen, Lagerung des Zylinderblocks auf dem Steuerspiegel von hydrostatischen Axialkolbenmaschinen, Lagerung des Steuerspiegels hydrostatischer Radialkolbenmaschinen, Lagerung der Schrägscheibe verstellbarer hydrostatischer Axialkolbenmaschinen in Schrägscheibenbauart, Lagerung einer Welle mit einem Triebflansch von hydrostatischen Axialkolbenmaschinen in Schrägachsenbauart, Lagerung der Steuerscheibe von verstellbaren hydrostatischen Axialkolbenmaschinen in Schrägachsenbauart, radiale Lagerung und/oder axial Lagerung einer Welle allgemein.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen detailliert erläutert. Es zeigen:

Fig. 5 einen Gleitschuh 3 mit erfindungsgemäßem hydrostatischen Lager für eine ebene Abstützfläche 4, wobei der innere Gleitschuhdurchmesser DI gleich dem Durchmesser d der Zulauföffnung 10 ist;

Fig. 6 ein vergrößertes Teil des Gleitschuhs 3 mit erfindungsgemäßem hydrostatischen Lager im Bereich der Gleit- und Dichtfläche 6 nach Fig. 5 mit schematisch dargestelltem Druckfeld 18 unter dem Gleitschuh zur Erläuterung der Wirkungsweise im Fall, wenn h2 → 0;

Fig. 7 ein vergrößertes Teil des Gleitschuhs mit erfindungsgemäßem hydrostatischen Lager im Bereich der Gleit- und Dichtfläche 6 nach Fig. 5 mit schematisch dargestelltem Druckfeld 18 unter dem Gleitschuh zur Erläuterung der Wirkungsweise im Fall, wenn h2 > 0;

Fig. 8 den Verlauf der Lager- oder Gleitschuhbalance B und der volumetrischen Verluste Q in Abhängigkeit von der Gleitschuhspalthöhe h2 für herkömmliche Gleitschuhe und für Gleitschuhe mit erfindungsgemäßem hydrostatischen Lager;

Fig. 9 einen Gleitschuh 3 mit erfindungsgemäßem hydrostatischen Lager für eine ebene Abstützfläche 4 mit einer Schmiermitteltasche 8;

Fig. 10 einen Gleitschuh 3 mit erfindungsgemäßem hydrostatischen Lager mit einer Schmiermitteltasche 8 für eine als äußere Oberfläche eines Zylinders ausgebildete Abstützfläche 4;

Fig. 11 einen Gleitschuh 3 mit erfindungsgemäßem hydrostatischen Lager für eine als innere Oberfläche eines hohlen Zylinders ausgebildete Abstützfläche 4, wobei der innere Gleitschuhdurchmesser DI gleich dem Durchmesser d der Zulauföffnung 10 ist;

Fig. 12 ein Beispiel eines Gleitschuhs 3 mit erfindungsgemäßem hydrostatischen Lager für eine als innere Oberfläche eines hohlen Zylinders ausgebildete Abstützfläche 4, wobei die Dichtfläche 17 des Gleitschuhs 3 als ein Rechteck mit abgerundeten Ecken ausgebildet ist;

Fig. 13 einen Kolben 1 mit einem Gleitschuh 3 mit erfindungsgemäßem hydrostatischen Lager für eine ebene Abstützfläche 4, wobei das Kugelgelenk 2 so gestaltet ist, daß die Kugel auf dem Gleitschuh 3 angeordnet ist und die innere Kugelkalotte im Kolben 1 ausgebildet ist;

Fig. 14 ein hydrostatisch entlastetes Ringkammerlager mit erfindungsgemäßer Lagergeometrie;

Fig. 15 ein hydrostatisch entlastetes Ringkammerlager mit erfindungsgemäßer Lagergeometrie, wobei die erfindungsgemäßen Aussparungen 24 auf der Abstützfläche 29 des Gegenstücks 27 angeordnet sind;

Fig. 16 ein hydrostatisch entlastetes Ringkammerlager, welches als Mehrflächen- Axiallager mit erfindungsgemäßer Lagergeometrie gestaltet ist;

Fig. 17 vergrößerte Teilschnitte B, C und D durch das Lager, welches in Fig. 16 dargestellt ist;

Fig. 18 ein Schema der Lagerung eines Zylinderblocks 32 auf einem ebenen Steuerspiegel 33 in einer hydrostatischen Axialkolbenmaschine als ein Beispiel der Anwendung des hydrostatisch entlasteten Ringkammerlagers mit erfindungsgemäßer Lagergeometrie;

Fig. 19 ein Schema der Lagerung eines Zylinderblocks 32 auf einem sphärischen Steuerspiegel 34 als ein Beispiel der Anwendung des hydrostatisch entlasteten Mehrflächen-Axiallagers mit erfindungsgemäßer Lagergeometrie;

Fig. 20 ein verallgemeinertes hydrostatisch entlastetes Einflächen-Axiallager mit erfindungsgemäßer Lagergeometrie;

Fig. 21 ein verallgemeinertes hydrostatisch entlastetes Einflächen-Axiallager mit erfindungsgemäßer Lagergeometrie, dargestellt beim Anliegen des Gleitstücks 40 auf dem Träger 42, d. h. bei h2 = 0;

Fig. 22 ein verallgemeinertes hydrostatisch entlastetes Einflächen-Axiallager mit erfindungsgemäßer Lagergeometrie und mit Schmiermitteltaschen 49, dargestellt beim Anliegen des Gleitstücks 40 auf dem Träger 42, d. h. bei h2 = 0;

Fig. 23 ein verallgemeinertes hydrostatisch entlastetes Ringkammerlager, welches als Einflächen-Axiallager gestaltet ist, mit erfindungsgemäßer Lagergeometrie, dargestellt beim Anliegen des Gleitstücks 40 auf dem Träger 42, d. h. bei h2 = 0; und

Fig. 24 ein verallgemeinertes hydrostatisch entlastetes Ringkammerlager, welches als Mehrflächen-Axiallager gestaltet ist, mit erfindungsgemäßer Lagergeometrie, dargestellt beim Anliegen des Gleitstücks 40 auf dem Träger 42, d. h. bei h2 = 0.

Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Gleitschuhs wird nun am Beispiel des in Fig. 5 bis Fig. 7 dargestellten Gleitschuhs mit einer einfachen Flächengeometrie für eine ebene kolbenhuberzeugende Abstützfläche erläutert.

Die der Abstützfläche 4 zugewandte Gleitfläche 6 des Gleitschuhs 3 ist so gestaltet, daß zwischen dem inneren Gleitschuhdurchmesser DI und dem Durchmesser DM, der zwischen dem inneren Gleitschuhdurchmesser DI und dem äußeren Gleitschuhdurchmesser DA liegt, eine flache Aussparung mit einer geringfügigen Tiefe h ausgebildet ist. Damit entstehen auf der Gleitfläche 6 des Gleitschuhs 3 zwei Bereiche, und zwar Bereich 16 zwischen den Durchmessern DI und DM und Bereich 17 zwischen den Durchmessern DM und DA. Im Bereich 16 entsteht zwischen der Abstützfläche 4 und der Gleitfläche 6 ein geringfügiger Spalt der Tiefe h auch im Fall, wenn der Gleitschuh 3 auf der Abstützfläche 4 anliegt, d. h. auch wenn im Bereich 17 zwischen dem Gleitschuh 3 und der Abstützfläche 4 kein oder vernachlässigbar kleines Spiel vorhanden ist (siehe Fig. 6). Beim geringfügigen Abheben des Gleitschuhs 3 von der Abstützfläche 4 entsteht dann unter der Gleitfläche 6 zwischen den Durchmessern DI und DA ein Spalt mit einer nicht konstanten Höhe, siehe Fig. 7. Im Bereich 16 zwischen den Durchmessern DI und DM beträgt die Spalthöhe h1, und im Bereich 17 zwischen den Durchmessern DM und DA beträgt die Spalthöhe h2, wobei h1 = h2 + h.

Wenn die Flüssigkeit von der Zulauföffnung 10 nach außen fließt, entsteht unter dem erfindungsgemäßen Gleitschuh ein Druckfeld, dessen Form von der Spalthöhe h2 abhängig ist. Bei einer Spalthöhe h2 → 0, d. h., wenn der Gleitschuh 3 auf der Abstützfläche 4 fast anliegt und nur vernachlässigbar wenig Flüssigkeit nach außen fließen kann, herrscht unter dem Gleitschuh im Bereich zwischen der Zulauföffnung 10 und dem Durchmesser DM ein konstanter Druck p0, welcher gleich dem Druck im Zylinderdruckraum 12 ist (siehe Fig. 6), weil bei einer Strömungsgeschwindigkeit gleich Null oder annähernd gleich Null kein Druckabfall zwischen der Zulauföffnung 10 und dem Durchmesser DM entsteht. Die Gleitschuhabdruckskraft FAB ist in diesem Fall maximal.

Wenn der Gleitschuh 3 von der Abstützfläche 4 abhebt, beginnt die Arbeitsflüssigkeit von der Zulauföffnung 10 nach außen zu fließen, und der Druck unter dem Gleitschuh im Bereich zwischen den Durchmessern DI und DM sinkt im allgemeinen, weil bei einer kleinen Spalthöhe h1, welche wesentlich kleiner als die Tiefe der Schmiermitteltasche eines herkömmlichen Gleitschuhs ist, bei der Strömung von der Zulauföffnung 10 nach außen zwischen den Durchmessern DI und DM ein nicht vernachlässigbarer Druckabfall entsteht. Unter dem Gleitschuh bildet sich ein Druckfeld 18 aus, wie es in der oberen Hälfte der Fig. 7 qualitativ dargestellt ist. Die Fläche des Druckfeldes 18 in Fig. 7 ist wesentlich kleiner als die Fläche des Druckfelds 18 in Fig. 6, in welcher das Druckfeld für den Fall, wenn die Lagerspielhöhe h2 annähernd Null ist, abgebildet ist. Demzufolge ist auch die Gleitschuhabdruckskraft FAB in diesem Fall kleiner. Je größer die Lagerspielhöhe h2 unter dem Gleitschuh ist, desto niedriger ist die Gleitschuhabdruckskraft FAB. Die Gleitschuhabdruckskraft FAB ist demzufolge indirekt proportional der Lagerspielhöhe h2 unter der Gleitfläche 17.

Der qualitative Vergleich der Gleitschuhbalance B in Abhängigkeit von der Lagerspielhöhe h2 ist in Fig. 8 dargestellt. Die dick gestrichelte Linie 19 zeigt den Verlauf der Gleitschuhbalance B für herkömmliche Gleitschuhe. Die volle Linie 20 stellt den Verlauf der Gleitschuhbalance B für den erfindungsgemäßen Gleitschuh dar. Es ist ersichtlich, daß der erfindungsgemäße Gleitschuh im Betrieb wesentlich stabiler als ein herkömmlicher Gleitschuh funktioniert, weil zwischen Lagerspielhöhe h2 und Balance B ein eindeutig ausgeprägter Zusammenhang besteht. Bei einer durch eine beliebige Störung hervorgerufenen Vergrößerung der Lagerspielhöhe (Spalthöhe) h2 sinkt die Balance, d. h. die Gleitschuhabdruckskraft FAB wird kleiner als die Gleitschuhandruckskraft FAN. Durch den Kraftunterschied FAB - FAN wird der Gleitschuh an die Abstützfläche gedrückt bis zur Wiederherstellung des Gleichgewichts. Wird der Gleitschuh durch eine Störung an die Abstützfläche gedrückt, verkleinert sich die Lagerspielhöhe und die Gleitschuhbalance B wird größer, d. h. die Gleitschuhabdruckskraft FAB wird größer als die Gleitschuhandruckskraft FAN. Der Gleitschuh wird von der Abstützfläche abgehoben, bis wieder Kräftegleichgewicht herrscht. Im normalen Betrieb stellt sich immer ein genau definierter Gleichgewichtszustand ein.

Mathematisch kann nachgewiesen werden, daß der Volumenstrom auch im Gleichgewichtszustand unter dem erfindungsgemäßen Gleitschuh im allgemeinen kleiner als der Volumenstrom unter dem herkömmlichen Gleitschuh ist. Die Abhängigkeit des Volumenstroms unter dem Gleitschuh, d. h. der volumetrischen Verluste, von der Lagerspielhöhe h2 ist ebenso in Fig. 8 dargestellt. Die dünn gestrichelte Linie 21 gilt für herkömmliche Gleitschuhe, und die Strich-Punkt-Linie 22 gilt für erfindungsgemäße Gleitschuhe.

Die beschriebene Funktion des erfindungsgemäßen Gleitschuhs ist nur unter der Bedingung gewährleistet, wenn die Gleitschuhspalthöhen h1 und h2 vergleichbar sind, d. h. die Höhe h in Fig. 4 bis 6 sehr klein, vergleichbar mit der Gleitschuhspalthöhe h2 ist. In der Praxis bedeutet dies, daß die Höhe h kleiner als 0,15 mm sein muß. Ob die Höhe h konstant oder nicht konstant ist, spielt in diesem Zusammenhang keine bedeutende Rolle.

Der Gleitschuh mit erfindungsgemäßer Lagergeometrie läßt sich so auslegen, daß die Gleitschuhabdruckskraft bzw. Tragfähigkeit FAB im Stillstand und bei niedrigen Drehzahlen gleich der Gleitschuhandruckskraft FAN ist und die Volumenstromverluste unter dem Gleitschuh trotzdem niedrig sind. Die Lagerspielhöhe h2 unter dem Gleitschuh ist so zu wählen, daß die Summe der Reibverluste und der volumetrischen Verluste bei gewünschten Betriebsparametern minimal ist.

Für einige Anwendungen ist es vorteilhaft, den Gleitschuh 3 mit erfindungsgemäßer Lagergeometrie mit einer Schmiermitteltasche 8 auszulegen. In diesem Fall ist der innere Gleitschuhdurchmesser DI größer als der Durchmesser d der Zulauföffnung 10, wie in Fig. 9 dargestellt ist.

Das erfindungsgemäße Lager läßt sich sinngemäß auch für anders geformte Abstützflächen anwenden. Fig. 10 zeigt ein Anwendungsbeispiel mit einer Abstützfläche 4, die als äußere Oberfläche eines Zylinders ausgebildet ist, wie z. B. in Radialkolbenmaschinen mit innerer Kolbenabstützung oder bei Radialgleitlagern. In Fig. 11 ist eine Anwendung mit einer Abstützfläche 4, die ähnlich wie bei Radialkolbenmaschinen mit äußerer Kolbenabstützung als innere Oberfläche eines hohlen Zylinders ausgebildet ist, dargestellt.

Das erfindungsgemäße Prinzip erlaubt auch solche Lagerkonstruktionen, bei welchen die Lagerdichtfläche, d. h. der Bereich 17 der Gleit- und Dichtfläche 6 des Gleitschuhs 3, verschieden von einer Kreisringfläche ausgebildet ist. Mögliche Dichtflächenformen sind z. B. Rechteck, Oval, usw. Fig. 12 zeigt ein Beispiel einer solchen Konstruktion, wobei die Dichtfläche 17 als ein Rechteck mit abgerundeten Ecken ausgebildet ist.

Der Gleitschuh mit erfindungsgemäßer Lagergeometrie ist ohne weiteres auch bei solchen Kolbenkonstruktionen anwendbar, bei welchen die Kugel am Gleitschuh angeordnet ist und die innere Kugelkalotte im Kolben ausgebildet ist, wie beispielhaft in Fig. 13 dargestellt.

Die vorgeschlagenen Gleitschuhe weisen bei der erfindungsgemäßen Auslegung niedrigere Reibung und dadurch höhere hydraulisch-mechanische Wirkungsgrade bei niedrigeren Drehzahlen und beim Anlauf sowie wesentlich niedrigere volumetrische Verluste bei niedrigeren Drehzahlen und beim Anlauf auf.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß keine Düsen oder andere Drosseln im Schmiermittelfluidzulauf zu den Gleitflächen des Lagers notwendig sind.

Das erfindungsgemäße Prinzip ist auch für andere Arten hydrostatisch entlasteter Lager sinngemäß anwendbar. Fig. 14 zeigt ein Beispiel eines Ringkammerlagers mit erfindungsgemäßer Lagergeometrie. Die Druckflüssigkeit wird durch ein oder mehrere Zulaufkanäle 23 in die sehr flache ringförmige Aussparung 24 geführt. Die Höhe h der Aussparung 24 muß vergleichbar mit der Lagerspielhöhe h2 sein. Die Aussparung 24 wird durch die äußere Dichtfläche 25 und die innere Dichtfläche 26 abgegrenzt. Beim Anliegen des Gleitstücks 27 auf der Abstützfläche 29 des Trägers 28 entsteht zwischen den Dichtflächen 25 und 26 und der Abstützfläche 29 eine vernachlässigbare Lagerspielhöhe h2 > 0. Das Druckfeld im Spalt zwischen der Abstützfläche 29 und der der Abstützfläche zugewandten Lagerfläche ist dann, analog wie beim Gleitschuh, (siehe Fig. 6 und 7) von der Lagerspielhöhe h2 abhängig. Die Lagerbalance und der Volumenstrom im Lagerspalt verlaufen qualitativ ähnlich, wie es in Fig. 8 für den Gleitschuh dargestellt ist.

Für die Funktion des erfindungsgemäßen Lagers ist es gleichgültig, in welchem Teil die Aussparung 24 ausgebildet ist. In Fig. 15 ist ein hydrostatisch entlastetes Ringkammerlager mit erfindungsgemäßer Lagergeometrie dargestellt, wobei die erfindungsgemäßen Aussparungen 24 auf der Abstützfläche 29 des Gegenstücks 27 angeordnet sind. Diese Auslegungsfreiheit ist allerdings nur dann möglich, wenn die Relativbewegung der Teile 27 und 28 eine Rotation um die senkrechte Lagerachse ist. Auch eine Rotation der beiden Teile in entgegengesetzter Drehrichtung ist vorstellbar.

Die oben beschriebenen hydrostatisch entlasteten Lager können auch mit einer oder mehreren beliebig geformten Schmiermitteltaschen, deren Tiefe H viel größer als die Tiefe h der Aussparungen 24 ist, ausgebildet sein. In Fig. 16 ist ein Beispiel eines Mehrflächen-Axiallagers mit erfindungsgemäßer Lagergeometrie mit zwei zusätzlichen Schmiermitteltaschen 30 und 31 dargestellt. Solche Schmiermitteltaschen können an beliebigen Stellen innerhalb der Aussparungen 24 angeordnet sein. Weil in diesen Schmiermitteltaschen infolge der großen Tiefe ein annähernd konstanter Druck herrscht, besteht die Möglichkeit durch die Größe und Lage der Schmiermitteltaschen, die Tragfähigkeit des Lagers und die Lage ihres Angriffspunkts zu beeinflussen. Die Schmiermitteltaschen können mit unterschiedlichen Drücken, z. B. die Schmiermitteltasche 30 mit Niederdruck und die Schmiermitteltasche 31 mit Hochdruck, beaufschlagt werden. Auf solche Weise gestaltete Lager eignen sich bevorzugt für die Lagerung von exzentrisch belasteten Teilen.

Die flache Aussparung 24 kann ringförmig, wie in Fig. 14 dargestellt, oder beliebig anders, z. B. voneinander getrennt, wie in Fig. 16 dargestellt, ausgebildet sein. In Fig. 17 sind zum besseren Verständnis vergrößerte Teilschnitte B, C und D des Lagers in Fig. 16 dargestellt.

Eine praktische Anwendung eines erfindungsgemäßen hydrostatisch entlasteten Ringkammerlagers zeigt Fig. 18. Es handelt sich um die Lagerung eines Zylinderblocks 32 auf einem ebenen Steuerspiegel 33 in einer hydrostatischen Axialkolbenmaschine. Der rotierende Zylinderblock 32 wird durch die in Zylindern 35 entstehenden Druckkräfte auf den stehenden Steuerspiegel 33 gedrückt. Die erfindungsgemäße Aussparung 24 ist beispielhaft am Zylinderblock 32 ausgebildet.

In Fig. 19 ist beispielhaft die Lagerung eines Zylinderblocks 32 auf einem sphärischen Steuerspiegel 34 in einer Axialkolbenmaschine abgebildet. Die erfindungsgemäße Lagergeometrie ist durch die Aussparung 24 auf dem Steuerspiegel 34 gebildet.

In Fig. 20 ist ein verallgemeinertes hydrostatisch entlastetes Einflächen-Axiallager mit erfindungsgemäßer Lagergeometrie dargestellt, bei welchem die Aussparung 46 eine unregelmäßige Oberfläche aufweist. Diese Unregelmäßigkeit der inneren Oberfläche der Aussparung ist zulässig, solange die maximale Tiefe h der Aussparung 46 in dem angegebenen Bereich liegt, d. h. sehr klein ist, damit sich die beschriebene Spaltströmung ausbilden kann.

Fig. 21 zeigt ein verallgemeinertes hydrostatisch entlastetes Einflächen-Axiallager mit der erfindungsgemäßen Lagergeometrie, welches der Darstellung in Fig. 20 entspricht, bei welchem jedoch das Gleitstück 40 auf dem Träger 42 anliegt, so daß gilt h2 = 0.

Fig. 22 stellt ein verallgemeinertes hydrostatisch entlastetes Einflächen-Axiallager mit einer erfindungsgemäßen Lagergeometrie ähnlich dem gemäß Fig. 20 dar. Dieses dargestellte Einflächen-Axiallager weist jedoch im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 20 Schmiermitteltaschen 49 auf, wobei das Schmiermittelfluid durch einen Verbindungskanal 47 mit zumindest einer Schmiermitteltasche direkt verbunden ist. Die zweite Schmiermitteltasche ist über die Aussparung 46 indirekt mit dem Verbindungskanal verbunden. In Fig. 22 ist der Zustand beim Anliegen des Gleitstückes 40 auf dem Träger 42 gezeigt, d. h. bei h2 = 0.

In Fig. 23 ist ein verallgemeinertes hydrostatisch entlastetes Ringkammerlager dargestellt, welches ebenfalls als Einflächen-Axiallager ausgestaltet ist und eine erfindungsgemäße Lagergeometrie aufweist, wobei das Lager im Zustand des Anliegens des Gleitstückes 40 auf dem Träger 42 gezeigt ist, d. h. bei h2 = 0. Die Ansicht B-B entspricht dabei einer Blickrichtung von rechts, d. h. auf den Träger, durch welchen der Verbindungskanal 47 zumindest zu einer Aussparung 46 geführt ist. Die Ansicht A-A stellt die Ansicht gemäß der Blickrichtung nach rechts dar, d. h. eine Draufsicht auf die Dicht- und Gleitfläche des Gleitstücks.

Fig. 24 stellt ein verallgemeinertes hydrostatisch entlastetes Ringkammerlager dar, welches als Mehrflächen-Axiallager gestaltet ist und ebenfalls die erfindungsgemäße Lagergeometrie aufweist. Die Darstellung zeigt den Zustand des Anliegens des Gleitstücks 40 auf dem Träger 42, d. h. ebenfalls bei h2 = 0. Der prinzipielle Aufbau dieses Mehrflächen-Axiallagers entspricht dem des Einflächen-Axiallagers. Bei dem dargestellten Mehrflächen-Axiallager sind jeweils Schmiermitteltaschen 52 in dem Träger 42 und in dem Gleitstück 40 ausgebildet, wobei die Schmiermitteltaschen 52 über Verbindungskanäle 47 durch das Gleitstück 40 einerseits und auch durch den Träger 42 mit der Schmiermittelfluidzufuhr verbunden sind. Der abdichtende Abschnitt der Gleit- und Dichtfläche 43 ist dabei jeweils durch Kreisringflächen 50, 51 gebildet, zwischen denen die Aussparung 46 in Form einer Ringfläche 45 vorgesehen ist.


Anspruch[de]
  1. 1. Gleitlager, insbesondere für Gleitschuhe hydrostatischer Kolbenmaschinen, welches einen eine Abstützfläche (4, 39, 41) aufweisenden Träger (5, 28, 42) und ein darauf gleitendes, eine Gleit- und Dichtfläche (6, 29, 43) aufweisendes Gleitstück (3, 27, 40) besitzt, wobei zwischen der Abstützfläche (4, 39, 41) und einem dichtenden Abschnitt (17, 25, 26, 44, 50, 51) der Gleit- und Dichtfläche (6, 29, 43) eine Lagerspielhöhe (h2) vorgesehen ist und die Gleit- und Dichtfläche (6, 29, 43) mit mindestens einer flachen, durch den dichtenden Abschnitt (17, 25, 26, 44, 50, 51) der Gleit- und Dichtfläche (6, 29, 43) abgegrenzten Aussparung (16, 24, 46) einer Tiefe h versehen ist, welche über mindestens einen Verbindungskanal (9, 23, 47) hydraulisch mit einer Druckquelle für ein Schmiermittelfluid direkt verbunden ist, wobei die Lagerspielhöhe im wesentlichen der Tiefe der Aussparung (16, 24, 46) gegenüber der Gleit- und Dichtfläche (6, 29, 43) entspricht, wobei die Tiefe kleiner als 50 µm ist.
  2. 2. Gleitlager nach Anspruch 1, bei welchem im Bereich der Aussparung (16, 24, 46) mindestens eine Schmiermitteltasche (8, 30, 31, 49, 52) der Höhe H vorgesehen ist, wobei H wesentlich größer als h ist.
  3. 3. Gleitlager nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem die Aussparung (16, 24, 46) in der Abstützfläche (4, 39, 41) ausgebildet ist.
  4. 4. Gleitlager nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem die Aussparung (16, 24, 46) sowohl in der Gleit- und Dichtfläche (6, 29, 43) als auch in der Abstützfläche (4, 39, 41) ausgebildet ist.
  5. 5. Gleitlager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welchem die Abstützfläche (4, 39, 41) als eine Ebene ausgebildet ist.
  6. 6. Gleitlager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welchem die Abstützfläche (4, 39, 41) als äußere Oberfläche eines Zylinders ausgebildet ist.
  7. 7. Gleitlager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welchem die Abstützfläche (4, 39, 41) als innere Oberfläche eines hohlen Zylinders ausgebildet ist.
  8. 8. Gleitlager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welchem die Abstützfläche (4, 39, 41) als äußere Oberfläche einer Kugel ausgebildet ist.
  9. 9. Gleitlager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welchem die Abstützfläche (4, 39, 41) als innere Oberfläche einer hohlen Kugel ausgebildet ist.
  10. 10. Gleitlager nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei welchem der dichtende Abschnitt (17, 25, 26, 44, 50, 51) der Gleit- und Dichtfläche (6, 29, 43) als Kreisring, Rechteck oder Oval ausgebildet ist.
  11. 11. Gleitlager nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei welchem die Breite des dichtenden Abschnitts (17, 25, 26, 44, 50, 51) der Gleit- und Dichtfläche (6, 29, 43) gleich Null ist, so daß beim Anliegen des Gleitstücks (3, 27, 40) auf der Abstützfläche (4, 39, 41) die Berührung zwischen dem Gleitstück (3, 27, 40) und seiner Abstützfläche linienförmig ist.
  12. 12. Gleitlager nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei welchem die Aussparung (16, 24, 46) durch Ätzen hergestellt ist.
  13. 13. Hydrostatische Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauart mit einem Gleitlager nach einem der Ansprüche 1, 2, 5 und 8 bis 12 für deren Gleitschuhe und Schrägscheibe.
  14. 14. Hydrostatische Radialkolbenmaschine mit einem Gleitlager nach einem der Ansprüche 1, 2 und 6 bis 12 für deren Gleitschuhe.
  15. 15. Hydrostatische Axialkolbenmaschine mit einem Gleitlager nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und 8 bis 12 für deren Lagerung des Zylinderblocks auf dem Steuerspiegel.
  16. 16. Hydrostatische Radialkolbenmaschine mit einem Gleitlager nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und 8 bis 12 für die Lagerung des Steuerspiegels.
  17. 17. Hydrostatische Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauart mit einem Gleitlager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, 7, 9, 10 und 12 für die Lagerung von deren Schrägscheibe.
  18. 18. Hydrostatische Axialkolbenmaschine in Schrägachsenbauart mit einem Gleitlager nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und 8 bis 12 für deren Lagerung der Welle mit einem Triebflansch.
  19. 19. Hydrostatische Axialkolbenmaschine in Schrägachsenbauart mit einem Gleitlager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, 7, 9, 10 und 12 für die Lagerung von deren Steuerscheibe.
  20. 20. Radiale Lagerung einer Welle mit einem Gleitlager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, 6, 7, 10 und 12.
  21. 21. Axiale Lagerung einer Welle mit einem Gleitlager nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und 8 bis 12.






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