背景技術:
1、徑向箔片軸承設為用于空氣動力學地支承軸,其中在軸與徑向箔片軸承之間構成有起承載作用的氣墊/空氣墊。工作方式與流體動力學的滑動軸承的工作方式相似,然而區別在于,軸由徑向箔片軸承經由空氣墊承載,而不由流體動力的滑動軸承的液體墊承載。兩種工作方式的共同點是,軸的轉動運動才引起構成起承載作用的墊。
2、箔片軸承與傳統的空氣動力學的軸承的區別在于在旋轉的軸與固定的殼體構件之間的撓性的彈性的結構。通過所述特征,所述箔片軸承與傳統的空氣軸承相比雖然具有更小的剛性,然而可以匹配于通過例如軸承座或者軸和殼體的不同的熱膨脹的對齊誤差引起的幾何氣隙變化,從而可以在實踐中在多個應用中實現更高的運行可靠性。
3、為了構成起承載作用的空氣墊,徑向箔片軸承大多具有與靜止的軸接觸的蓋箔片以及徑向地設置在軸承的蓋箔片與外環之間的波紋箔片,所述波紋箔片可以在徑向方向上彈性地壓縮。因此原則上,徑向箔片軸承具有兩個彼此接觸的箔片和承載箔片的外環,借此箔片軸承可以被容納在殼體中。外環也可以一件式地由殼體構成,徑向箔片軸承的箔片被插入到所述殼體中。
4、如果軸置于相對于徑向箔片軸承的轉動運動,則將存在于由靜止狀態限定的氣隙中的空氣壓縮。從軸的特定的轉速開始,在蓋箔片與軸之間構成空氣墊,軸可以在所述空氣墊上滑動。在此,箔片組以其波紋箔片及其徑向的彈簧作用確保在空氣壓力中的波動或軸在徑向方向上的振動不損壞軸承、從而保持空氣墊有承載能力。
5、在現有技術中已知多種結構方式的箔片軸承。除了徑向箔片軸承之外,也存在可以構成軸向承載能力的軸向箔片軸承。軸承的箔片的設置及其幾何構成是多樣的并且根據每種應用情況進行調整。
6、us?2015/292?552?a和us?2011/052?110?a分別示出徑向箔片軸承的構成方案。
技術實現思路
1、本發明的目的是構成一種改進的徑向箔片軸承。
2、根據本發明的徑向箔片軸承具有多個、優選地三個弧形區段,其中存在第一弧形區段,所述第一弧形區段由在共同的端部處彼此固定連接的第一蓋箔片和第一波紋箔片構成,其中第一弧形區段固定地設置在載體箔片上,其中在載體箔片上設置有第二弧形區段,所述第二弧形區段由在共同的端部處彼此固定連接的第二蓋箔片和第二波紋箔片構成,其中兩個弧形區段彼此跟隨地放置在所述扁平的載體箔片上,使得在卷起載體箔片時,產生具有兩個弧形區段的管狀載體并且所述管狀載體構成徑向箔片軸承。
3、載體箔片優選地通過由彈簧不銹鋼板構成的薄的(<0.5mm)板條形成,所述板條可以用手或借助于輔助設備圓形地彎曲。
4、弧形區段由在端部處彼此固定連接的蓋箔片和波紋箔片形成。然后,弧形區段彼此跟隨地放置在載體箔片上,其中兩個彼此跟隨的弧形區段彼此間隔開,使得在卷起迄今扁平地展開的載體箔片以構成管狀載體之后,弧形區段的端部要么以很小的程度與隨后的弧形區段的隨后的端部重疊,彼此鄰接,要么彼此略微間隔開。因此,設有至少兩個弧形區段,以便表征所述弧形區段在載體箔片上彼此跟隨,其中為了軸承的功能,可以有利地設有三個彼此跟隨的弧形區段。
5、在此,至今扁平的載體箔片圍繞弧形區段纏繞,使得載體箔片卷繞弧形區段。因此,在構成管狀載體之后,載體箔片在徑向方向上跟隨由蓋箔片和波紋箔片構成的、彼此貼靠的箔片。
6、弧形區段在端部處與載體箔片間接地和/或直接地固定連接。
7、為了將弧形區段連帶兩個箔片在其處彼此連接的端部可靠地放置和緊固在載體箔片上,載體箔片具有可以與弧形區段的所述端部形成貼靠和/或對準的接片。有利地,接片構成在條形的載體箔片的邊緣處,從而對于工具而言易于觸及,使得接片可以被彎折并且將弧形區段固定在載體箔片上。
8、這具有根據本發明的優點:徑向箔片軸承可以作為由弧形區段和載體箔片構成的組件直接插入到軸承容納孔、例如壓縮機殼體的軸承容納孔中或者作為由弧形區段和載體箔片構成的自保持的單元與隨后可以安裝在成套設備中的軸承外環套筒連接。此外,可以省去將弧形區段焊接在載體箔片上,從而也省去引起翹曲的溫度輸入的缺點。
9、因此,根據本發明的徑向箔片軸承可以優選地用于例如燃料電池壓縮機、電子助力器或渦輪增壓機中的以無油的方式運行且快速轉動的轉子支承件,其中通過徑向箔片軸承的根據本發明的構型可以實現盡可能成本有效的大批量制造,并且此外提供模塊化構造的可能性,以滿足在成套設備組件中實現徑向箔片軸承方面的不同要求。
10、在本發明的范圍中,處于未卷起的狀態中的載體箔片在其沿著載體箔片的縱向方向延伸的限界面處具有至少一個從限界面伸出的接片,所述接片在弧形區段的波紋箔片和蓋箔片的共同的端部上彎折,從而可以用作為用于弧形區段的緊固部。
11、在此,所述限界面不是載體箔片的在其上緊固或安放有弧形區段的面。更確切地說,限界面是扁平地展開的載體箔片的、在載體箔片卷起之后形成管狀載體的類似圓形的端面的面。因此,在載體箔片的扁平地展開的狀態中,限界面對于箔片的最大長度是指向性的。因此,跟隨限界面的延伸得出彼此跟隨的弧形區段。
12、有利地,多個接片由載體箔片構成。已經最少需要載體箔片的唯一的根據本發明的接片。在將弧形區段放置在載體箔片上之后,至少一個接片包圍弧形區段的端部。替選地,根據本發明的接片可以由弧形區段的箔片中的一個箔片構成并且在成功彎折接片之后包圍載體箔片,使得弧形區段牢固地固定在載體箔片上。
13、在本發明的一個有利的設計方案中,至少一個接片在彎折之前在軸向方向上突出超過弧形區段或載體箔片的軸向尺寸。在彎折接片之后,接片的任何部分不再超過弧形區段或載體箔片的所述軸向限界尺寸。
14、此外,本發明提出,管狀載體被插入到外環中。外環也可以由殼體一件式地構成,而不是作為單獨的構件存在。顯然,將外環作為單獨的構件或殼體固有的構件的設計方案具有根據本發明的特征。
15、管狀載體從扁平的載體箔片的狀態中彎出/纏繞/彎曲。這借助于附加的工具來進行,所述附加的工具將扁平的載體箔片置于管狀載體的形狀中。在此,可以借助于附加的工具維持管狀載體的形狀,直至管狀載體被推入到外環中,或者在沒有附加的工具的情況下進行,其方式為:為載體箔片選擇一種允許占據塑性狀態的材料。
16、在本發明的一個構成方案中,至少一個接片平放在弧形區段的蓋箔片和波紋箔片的共同的端部上。
17、本發明的另一設計方案提出,每個弧形區段通過兩個相對置的接片緊固在載體箔片上。
18、在本發明的一個改進方案中,在載體箔片和弧形區段處分別設有取向機構,所述取向機構彼此對準地確定用于將弧形區段緊固在載體箔片上的位置。
19、尤其地,每個弧形區段在此有利地具有兩個取向機構,所述取向機構將弧形區段可靠地對準載體箔片,使得在將載體箔片連帶緊固在所述載體箔片上的弧形區段卷成管狀載體之后,弧形區段的任何部分不突出于載體箔片的軸向限界尺寸。在此,工具在安裝箔片期間接合到所述取向機構中,所述工具將箔片相對于彼此對準——隨后載體箔片的至少一個接片被彎折,其中所述連接承擔將箔片相對于彼此可靠地對準的功能。
20、替選于此,在本發明的一個構成方案中,每個弧形區段可以借助于兩個接片緊固在載體箔片上,并且所述接片將弧形區段可靠地對準載體箔片,使得在將載體箔片連帶緊固在所述載體箔片上的弧形區段卷成管狀載體之后,弧形區段的任何部分不突出于載體箔片的軸向限界尺寸,并且任何弧形區段不在卷起之后滑動,使得不再保證徑向箔片軸承的功能。有利地,用于緊固的接片在一定的位置中被預彎曲,以便在尚未完成緊固的情況下接合到蓋箔片和波紋箔片的對應的容納部中。隨后才將接片置于用于防丟失地緊固箔片的端部位置中,然后完成緊固。在所述替選方案中,可以省去單獨的取向機構。