Adaptives Folienlager

Einleitung / Abstract

Folienlager sind ein spezieller Typ von Gleitlagern. Es sind aerodynamische Lager, die für hohe Drehzahlen ausgelegt sind.

Hintergrund

Folienlager der ersten Generation bestehen aus der sogenannten Deckfolie, der Wellfolie und dem Lagerrücken. Zur Verbesserung der Stabilität einer Welle im Lagerrücken werden über den Umfang verteilt mehrere, typischerweise drei Vorspannelemente (z. B. Materialstreifen mit rechteckigem Querschnitt und der Länge der Lagerbreite) – sogenannte „shims“ – zwischen dem Lagerrücken und der Wellfolie eingelegt.
Ohne derartige Vorspannelemente erfolgt der aerodynamische Druckaufbau nur an einer Stelle in Wellenumfangsrichtung, nämlich dort, wo die Welle durch eine äußere Kraft bedingt an der Deckfolie anliegt. Mit den Vorspannelementen erfolgt der Druckaufbau hingegen an z.B. drei Stellen am Umfang.
Bei passiven (nicht formvariablen) Folienlagern ist die Optimierung des Lagers entweder nur hinsichtlich der Abhebedrehzahl oder der Lagerstabilität möglich.

Lösung

Durch aktive Profilierung der Segmente des inneren Lagergehäuses mit Piezo-Flächen-wandlern kann beim Anfahren, um eine bessere Abhebedrehzahl zu erzielen, die Lagersegmentkrümmung bezogen auf den Lagermittelpunkt kreiszylindrisch eingestellt werden. Um bei sehr hoher Drehzahl eine bessere Lagerrotordynamik zu erreichen, kann danach bei höheren Drehzahlen die Segmentkrümmung vergrößert werden.

Vorteile

Anwendungsbereiche

Anwendung finden sie als Lager für schnell laufende Rotoren z.B. in Verdichtern, Kühlturbinen, Kleingasturbinen oder Abgasturboladern.