Aktives Folienlager mit nachgiebigem Lagerträger und piezokeramischen Patchaktuatoren

Folienlager sind Gleitlager mit einer nachgiebigen Innenkontur. Dies erlaubt die Kompensation der fliehkraft- und temperaturbedingten Wellenexpansion bei hohen Drehzahlen. Die vielen Reibkontakte zwischen den Folien erh?hen zudem die Lagerd?mpfung. Mit aerodynamisch wirkenden Folienlagern ausgestattete Turbomaschinen k?nnen somit je nach Baugr? e mit mehr als 100.000 U/min betrieben werden. Ein wesentlicher Faktor, der die Lebensdauer begrenzt, ist der Verschlei bei jedem Start-Stop-Zyklus. Ungl?cklicherweise k?nnen Folienlager geometrisch entweder auf einen geringeren Verschlei beim Anfahren oder eine gr? ere Stabilit?t bei hohen Drehzahlen optimiert werden. In dem hier vorliegenden Buch wird daher der Ansatz eines aktiv schaltbaren Folienlagers vorgestellt, bei welchem das Lagerspiel und die geometrische Vorspannung (Preload) je nach Betriebszustand eingestellt werden k?nnen. Anhand theoretischer ?berlegungen und experimenteller Beobachtungen zeigt sich eine grunds?tzliche Eignung der im aktiven Lager angestrebten Schaltformen. So ist trotz signifikanter Einfl?sse von Fertigungs- und Montageabweichungen eine Verbesserung des Anfahrverhaltens bzw. ein stabiler Betrieb bei hohen Drehzahlen sichtbar. Die Integration der aktiven Komponente, bestehend aus den piezokeramischen Patchaktuatoren und einem geometrisch an eine dreifl?chige Lagerbuchse angelehnten Lagertr?ger, ver?ndern das Betriebsverhalten gegen?ber der passiven Prototypen dabei aber erheblich. So verringert sich neben der Lagersteifigkeit auch die Lagerd?mpfung. Zudem gen?gen moderate Lasten und fertigungsbedingte Eigenspannungen, um die aktive Verformung des Lagertr?gers zu blockieren. Theoretische Modelle zeigen, dass eine Versteifung der aktiven Komponente durchaus zielf?hrend ist. Eine praktische Umsetzung ist hingegen aufgrund fehlender Aktuatorwerkstoffe aktuell noch nicht m?glich.