Was ist ein hydrostatisches Lager?
Ein hydrostatisches Lager ist ein mechanisches Gerät, das lediglich einen dünnen Flüssigkeits- oder Gasfilm zum Abstützen seiner Last verwendet. Ein hydrostatisches Lager, das auch als Fluidlager bezeichnet wird, verwendet eine von außen unter Druck gesetzte Luft-, Öl- oder Wasserquelle, um einen Sperrfilm zwischen dem Außengehäuse des Lagers und der von ihm getragenen Welle zu bilden. Die Drehzahl der Welle hält dann einen hohen Druck in der umgebenden Flüssigkeit aufrecht, der die Welle mit sehr geringer Reibung trägt. Hydrostatische Lager werden in Anwendungen eingesetzt, in denen hohe Arbeitslasten, Drehzahlen und Präzisionsanforderungen Lager mit langer Lebensdauer, geringem Geräuschpegel und minimaler Vibration erfordern. Ein hydrostatisches Lager bietet in diesen Bereichen eine weitaus bessere Leistung und ist weitaus kostengünstiger als herkömmliche Kugel- oder Rollenlager.
Die Vorrichtung arbeitet, indem eine Flüssigkeit unter Druck in den Raum zwischen der Vorrichtung oder Maschinenwelle und dem Außengehäuse des Lagers gepumpt wird. Das Fluid tritt durch eine einschränkende Öffnung in das Lager ein und wird durch Dichtungen im Lagerhohlraum gehalten. Sollte ein Teil der Flüssigkeit austreten, verringert sich der Spalt zwischen Welle und Gehäuse, wodurch sich der Druck in der Flüssigkeit erhöht. Dieser Druckanstieg drückt die Oberflächen wieder auseinander, wodurch sich das Flüssigkeitslager weitgehend selbst reguliert und eine sehr feine Toleranzkontrolle ermöglicht.
Hydrostatische Lager sind im Vergleich zu Kugellagern oder Rollenlagern sehr einfach zu konstruieren, herzustellen und zu betreiben. Herkömmliche Lager erfordern die Präzisionsbearbeitung von Kugeln oder Rollen und den Innen- und Außengehäusen, in denen sie laufen. Dies ist offensichtlich teuer und zeitaufwendig, insbesondere wenn die begrenzte Lebensdauer dieser Lager berücksichtigt wird. Kugel- und Rollenlager erzeugen auch beträchtliche Mengen an Geräuschen und Vibrationen, die sie für den Einsatz mit hoher Präzision unerwünscht machen. Ein hydrostatisches Lager läuft reibungs- und vibrationsarm und erzeugt nahezu keine Geräusche. Dies macht es ideal für hochpräzise Anwendungen wie Festplatten.
Hydrostatische Lager sind zudem kostengünstiger zu warten und besonders langlebig. Ein gutes Beispiel für diese Langlebigkeit ist der hydrostatische Lagersatz, der im Holtwood-Wasserkraftwerk in Pennsylvania installiert ist. Diese Lager wurden 1912 eingebaut und laufen seitdem ununterbrochen, ohne dass Teile ausgetauscht wurden. Die Hersteller rechnen mit einer wartungsfreien Lebensdauer der Lager von ca. 1.300 Jahren. Diese Lager tragen Gesamtlasten im Bereich von 205 Tonnen und sind ein hervorragendes Beispiel für die Effizienz und die lange Lebensdauer des hydrostatischen Lagers.