空气轴承中的一种装置 本发明涉及一种空气动力学轴承，具有表面彼此相对并具有相互旋转关系的两个元件，其中所述表面中的一个上提供有表面结构用于在两个相互旋转的表面间形成空气压力，以便在被迫运动时形成防止两表面之间发生物理接触的空气或其它气体的润滑薄膜。
这种轴承一般只由所述的空气薄膜支撑，在开始和停下的瞬间，旋转轴承元件的速度不足以防止轴承元件发生物理接触，一般发生在开始起动和降低速度旋转将要停止的过程中。这意味着在旋转轴承元件到达一个引起充分的泵效果的速度之前或速度降至“上”轴承元件落到“下”轴承元件上时，将存在高的摩擦并因此在相对的轴承表面或提供有槽的轴承表面上有高的磨损。
具有槽或其它结构的轴承表面通常以希望的槽型通过切割机或化学蚀刻技术在基材上直接加工得到。在所讨论地表面上切割浅槽和好的槽型的技术需要用易于切割床或化学蚀刻工艺加工的材料。相对的表面做成平滑表面与有结构的轴承表面材料相同，所以在不可避免地起停过程中慢慢旋转地轴承元件之间的金属接触引起相对面快速磨损。
本发明的目的是提供一种上述类型的空气轴承，其中相对有结构的轴承元件的轴承元件的相对面的快速磨损问题大大降低，并且获得一种由独立权利要求1的特征部分限定的空气轴承。
此后将将参照非限定性的实施例和附图进一步地描述本发明。
图1是侧视部分截面图，表示了根据本发明的空气轴承的上下轴承垫圈。
图2是图1轴承的下轴承垫圈上的槽的俯视平面图。
图3是从图1的与下轴承垫圈的槽相对侧看上轴承垫圈的平面图。
图1以侧视图和部分截面图的形式示意性地表示了空气轴承的主要元件。这个空气轴承仅是一个非限定性的例子，并且从下面的说明中可以清楚地知道本发明也可以用于其它形式的空气轴承。所述空气轴承包括一下轴承垫圈1和一上轴承垫圈2，上轴承垫圈2可相对于下轴承垫圈1旋转，并且在本例中设计成带有平的平滑表面的圆柱形垫圈。固定的一侧向着上轴承垫圈2旋转的下轴承垫圈1是轻微的王冠状且具有许多大体的螺旋槽3，螺旋槽3通过适合的机械加工或化学腐蚀方法在垫圈上切割出。槽3的形式如图2所示，图2是从下轴承垫圈1的上面看的平面视图，重要的是为了在两轴承垫圈彼此旋转时达到一个合适的泵效果以形成一空气或液体(流体轴承中)薄膜，细致地加工凹槽3和分开槽的剩下的材料部分4，凹槽3在螺旋方向上具有不断变化的宽度。这意味着槽型的加工是一项细心的工作并且由于这个原因垫圈的材料从适于加工的材料组中选择是常见的。上垫圈2，例如垫圈具有一平滑的非结构表面，通常同样由与带槽垫圈1相同的易加工材料制成。
上述讨论的在两相对的轴承垫圈的表面之间的物理接触，通常发生在轴承开始旋转和轴承垫圈的相互旋转即将停下来时，在轴承起停的瞬间相对旋转速度不足以形成支撑薄膜将导致两个表面的快速磨损。
现在建议在轴承的相对面即与带槽轴承相对的轴承面上提供一层硬的和抗磨的喷涂薄层5(看图1)，沉积在轴承垫圈2的基材上。
各种不同材料可用于喷涂但最好具有高硬度(维式硬度1000HV以上)、低摩擦系数(μ大约为0.1-0.2)、好的抗磨、抗氧化、抗侵蚀和热稳定性好的性能。
较可取的是金属混合的金刚石型碳(Me-DLC)的这样一种材料，通过物理蒸汽沉积方法沉积在基材上，即真空室中材料汽化，引导蒸汽浓缩在基材表面上。喷层的厚度可以从1到几个微米。
在图1中以横截面表示和在图3中以平面图表示的喷层5不仅导致相对面的相当少的磨损，而且由于低摩擦系数有结构的轴承表面的磨损也减少了。
上述的空气轴承的例子是一种轴向空气轴承。然而，本发明的范围并不只限定在这样的轴承是明显的，并且可以以同样的方式喷涂各种类型空气轴承(例如径向轴承，锥形轴承等)中这样的相对面或“着落面”。
为了清楚起见，夸大地表示了上下轴承垫圈2和1之间的间隙。
尽管本发明用固定轴承元件上带有螺旋槽的轴向轴承描述，槽型可以有其它形式是明显的，并且着落面也可以位于固定轴承元件上代替在旋转元件上。