Was ist ein Folienlager?

Folienlager sind spezielle Luftlager, die mit federbelasteter Folie den Zapfen einer Achse oder Welle stützen, bis eine bestimmte Drehzahl erreicht ist. Wenn sich ein Folienlager dreht, zieht es Luft in den Raum zwischen Zapfen und Hülse. Dadurch entsteht genug Luftdruck in diesem Raum, um die Folie aus dem Weg zu schieben, so dass das Lager vollständig von Luft getragen wird. Da es zu diesem Zeitpunkt keinen physischen Kontakt zwischen den verschiedenen Komponenten eines Folienlagers gibt, tritt außerhalb der ersten Anlaufphase nur sehr wenig Verschleiß auf. Folienlager können in allen Anwendungen eingesetzt werden, die eine hohe Drehzahl erfordern, und Turbomaschinen sind ein prominentes Beispiel.

Lager sind Vorrichtungen, die es einem Objekt ermöglichen, sich innerhalb eines anderen Objekts zu drehen, und von ihnen wird normalerweise auch erwartet, dass sie einer bestimmten Art von Belastung standhalten. Herkömmliche Lager bestehen aus einer Hülse und einer Lagerfläche, die durch Kugeln, Rollen oder andere regelmäßig zu schmierende Komponenten getrennt sind. Andere einfachere Lager enthalten keine Rollenelemente, und das Folienlager ist eine Variante, die Folie verwendet, um sowohl die Rollenelemente als auch die Lageroberfläche zu ersetzen.

Die meisten Folienlager bestehen aus drei Hauptkomponenten, nämlich einer Lagerhülse und zwei Folienlagen. Diese Schichten werden typischerweise als Top-Folie und Bump-Folie bezeichnet und dienen jeweils einem anderen Zweck. Die Deckfolie dient typischerweise als Auflagefläche, auf der der Zapfen einer Welle oder Achse ruht, während die Höckerfolie den notwendigen Halt bietet. Wenn sich ein Zapfen in einem Folienlager dreht, wird Luft in den von der Höckerfolie eingenommenen Raum gesaugt. Dadurch wird die Folie von der Lagerhülse und dem Zapfen abgezogen und die Welle oder Achse hängt an einer Druckluftschicht.

Der Hauptzweck eines Folienlagers besteht darin, den Bedarf an Öl oder anderen Schmiermitteln zu eliminieren, die die meisten anderen Lagerkonstruktionen haben. Da Zapfen und Hülse im Betrieb durch Druckluft getrennt sind und ständig neue Luftmengen angesaugt werden, tritt bei ausreichender Drehzahl nur ein geringer bis kein Verschleiß auf. Verschleiß tritt immer dann auf, wenn ein Folienlager in Betrieb genommen oder stillgesetzt wird, obwohl einige dieser Lager über 100,000 solcher Zyklen standhalten.

Darüber hinaus bieten Folienlager noch einige weitere Vorteile, wie z. B. eine erhöhte Toleranz für Fluchtungsfehler. Lager sind oft sehr empfindlich gegenüber Fluchtungsfehlern, aber Folienlager korrigieren dies normalerweise automatisch. Einige Folienlager können auch Temperaturen von über 1,200 °F (etwa 650 °C) standhalten, wodurch sie sich gut für Hochtemperatur-Turbomaschinen und andere ähnliche Anwendungen eignen.