CH701159B1

CH701159B1 - Bearing assembly.

Info

Publication number: CH701159B1
Application number: CH01072/06A
Authority: CH
Inventors: Ferdinand Dr Werdecker
Original assignee: Man Diesel & Turbo Se
Priority date: 2005-07-08
Filing date: 2006-07-03
Publication date: 2010-12-15
Also published as: KR20070006566A; CN1891998B; DE102005031940B3; CN1891998A; JP2007016995A; JP4981372B2; KR101296041B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung, insbesondere für einen Abgasturbolader, mit mindestens einem fest stehenden Lagerkörper und einer gegenüber dem oder jedem fest stehenden Lagerkörper beweglich gelagerten Welle, wobei zumindest einer der fest stehenden Lagerkörper (10) eine Ausnehmung (11) zur Lagerung der Welle aufweist, wobei sich radial aussen an die Ausnehmung (11) des jeweiligen fest stehenden Lagerkörpers (10) ein Ringkanal (12) zur Schmiermittelführung anschliesst. Erfindungsgemäss verfügt der feststehende Lagerkörper (10) der Lageranordnung, welcher den Ringkanal (12) zur Schmiermittelführung aufweist, über eine tangential zum Ringkanal (12) verlaufende Zuführbohrung (14) mit einer in dieselbe integrierten Düse (16), um dem Ringkanal (12) Schmiermittel mit Drall zuzuführen, und über eine sich radial aussen an den Ringkanal (12) anschliessende Abführbohrung (18), um aus dem Schmiermittel auszentrifugierte Schmutzpartikel aus dem Ringkanal (12) abzuführen.The invention relates to a bearing arrangement, in particular for an exhaust gas turbocharger, with at least one stationary bearing body and a bearing relative to the or each stationary bearing body movably mounted shaft, wherein at least one of the stationary bearing body (10) has a recess (11) for supporting the shaft , wherein radially outside of the recess (11) of the respective fixed bearing body (10) adjoins an annular channel (12) for guiding the lubricant. According to the invention, the stationary bearing body (10) of the bearing arrangement, which has the annular channel (12) for lubricant guidance, has a feed bore (14) running tangentially to the annular channel (12) with a nozzle (16) integrated in it, in order to open the annular channel (12). To supply lubricant with swirl, and via a radially outward to the annular channel (12) adjoining Abführbohrung (18) to remove from the lubricant auszentrifugierte dirt particles from the annular channel (12).

Description

[0001] Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The invention relates to a bearing arrangement according to the preamble of claim 1.

[0002] Sowohl bei als Axiallager ausgebildeten Lageranordnungen als auch bei als Radiallager ausgebildeten Lageranordnungen wird den Lageranordnungen als Schmiermittel üblicherweise Öl zugeführt, wobei in dem Schmiermittel Schmutz-partikel enthalten sein können. Die Schmutzpartikel können die Lageranordnung beschädigen, im Extremfall sogar zerstören. Es besteht daher ein Bedarf an Lageranordnungen, bei welchen Schmutzpartikel effektiv aus dem Schmiermittel entfernt werden können, um so eine Beschädigung der Lageranordnung durch die Schmutzpartikel zu vermeiden. Bislang sind jedoch keine Lösungen bekannt, die sowohl bei Axiallagern als auch bei Radiallagern ein effektives Entfernen von Schmutzpartikeln aus dem Schmiermittel ermöglichen, und zwar bevor das Schmiermittel in den Bereich des eigentlichen Lagers gelangt. Both trained as thrust bearing arrangements as well as formed as a radial bearing arrangements the bearing assemblies is usually supplied as a lubricant oil, which may be contained in the lubricant dirt particles. The dirt particles can damage the bearing assembly, in extreme cases even destroy. There is therefore a need for bearing arrangements in which dirt particles can be effectively removed from the lubricant, so as to avoid damage to the bearing assembly by the dirt particles. So far, however, no solutions are known which allow effective removal of dirt particles from the lubricant both in thrust bearings and radial bearings, before the lubricant reaches the area of the actual bearing.

[0003] Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zugrunde, eine neuartige Lageranordnung zu schaffen. On this basis, the present invention is based on the problem to provide a novel bearing assembly.

[0004] Dieses Problem wird durch eine Lageranordnung gemäss Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäss verfügt der feststehende Lagerkörper der Lageranordnung, welcher den Ringkanal zur Schmiermittelführung aufweist, über eine tangential zum Ringkanal verlaufende Zuführbohrung mit einer in dieselbe integrierten Düse, um dem Ringkanal Schmiermittel mit Drall zuzuführen, und über eine sich radial aussen an den Ringkanal anschliessende Abführbohrung, um aus dem Schmiermittel auszentrifugierte Schmutzpartikel aus dem Ringkanal abzuführen. This problem is solved by a bearing arrangement according to claim 1. According to the invention, the fixed bearing body of the bearing arrangement, which has the annular channel for lubricant guide, via a tangentially extending to the annular channel feed bore with a nozzle integrated therein, to supply the annular channel lubricant with swirl, and a radially outwardly adjoining the annular channel discharge hole to remove the centrifuged dirt particles from the ring channel.

[0005] Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, an den Ringkanal des fest stehenden Lagerkörpers in tangentialer Richtung des Ringkanals eine Zuführbohrung für Schmiermittel heranzuführen, wobei in die Zuführbohrung eine Düse integriert ist. Auf diese Art und Weise wird das Schmiermittel mit einer Drallkomponente in den Ringkanal eingeführt, wodurch bereits bei feststehender Welle ein Auszentrifugieren von Schmutzpartikeln aus dem Schmiermittel ermöglicht wird. Zur Abführung der auszentrifugierten Schmutzpartikel aus dem Ringkanal schliesst sich radial aussen an den Ringkanal eine Abführbohrung an. Die erfindungsgemässe Ausgestaltung der Lageranordnung ermöglicht sowohl bei Axiallagern als auch bei Radiallagern ein effektives Auszentrifugieren und damit Entfernen von Schmutzpartikeln aus dem Ringkanal, bevor ein Eintritt der Schmutzpartikel in das eigentliche Lager möglich ist. Lagerbeschädigungen können so effektiv vermieden werden. For the purposes of the present invention, it is proposed to introduce a supply bore for lubricant to the annular channel of the fixed bearing body in the tangential direction of the annular channel, wherein a nozzle is integrated in the supply bore. In this way, the lubricant is introduced with a swirl component in the annular channel, which allows even with a fixed shaft centrifugation of dirt particles from the lubricant. To discharge the centrifuged dirt particles from the annular channel, a discharge bore closes radially outward against the annular channel. The inventive design of the bearing assembly allows both axial bearings and radial bearings effective centrifugation and thus removing dirt particles from the annular channel before entry of dirt particles in the actual camp is possible. Bearing damage can be effectively avoided.

[0006] Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird, ohne hierauf beschränkt zu sein, anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt: <tb>Fig. 1:<sep>einen fest stehenden Lagerkörper einer erfindungsgemässen Lageranordnung; und <tb>Fig. 2:<sep>einen Querschnitt durch den fest stehenden Lagerkörper der Fig. 1 entlang der Schnittlinie II–II.Preferred embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims and the description below. An embodiment of the invention will be described, without being limited thereto, with reference to the drawing. Showing: <Tb> FIG. 1: <sep> a fixed bearing body of a bearing arrangement according to the invention; and <Tb> FIG. 2: <sep> a cross section through the fixed bearing body of Fig. 1 along the section line II-II.

[0007] Nachfolgend wird die hier vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf Fig. 1 und 2 im grösseren Detail beschrieben. Hereinafter, the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2 in greater detail.

[0008] Fig. 1 und 2 zeigen einen fest stehenden Lagerkörper 10 einer erfindungsgemässen Lageranordnung, die vorzugsweise als sogenanntes Schublager bzw. Axiallager für einen Abgasturbolader ausgebildet ist. Der Lagerkörper 10 verfügt über eine mittige Ausnehmung 11 zur Lagerung einer gegenüber dem fest stehenden Lagerkörper 10 beweglichen Welle, wobei sich radial aussen an die Ausnehmung 11 ein Ringkanal 12 anschliesst. Der Ringkanal 12 dient der Führung von Schmiermittel, welches der Schmierung der Lageranordnung dient. Über den Ringkanal 12 und einen Ringspalt, der zwischen einer radial innenliegenden Wand 13 der Ausnehmung 11 und der nicht-dargestellten Welle ausgebildet ist, ist das Schmiermittel dem eigentlichen Lager zuführbar. Fig. 1 and 2 show a fixed bearing body 10 of an inventive bearing assembly, which is preferably designed as a so-called thrust bearing or thrust bearing for an exhaust gas turbocharger. The bearing body 10 has a central recess 11 for supporting a relative to the fixed bearing body 10 movable shaft, wherein radially outward adjoins the recess 11, an annular channel 12. The annular channel 12 serves to guide lubricant, which serves to lubricate the bearing assembly. Via the annular channel 12 and an annular gap which is formed between a radially inner wall 13 of the recess 11 and the shaft, not shown, the lubricant can be supplied to the actual bearing.

[0009] Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung ist in den fest stehenden Lagerkörper 10 der erfindungsgemässen Lageranordnung eine sich tangential zum Ringkanal 12 erstreckende Zuführbohrung 14 integriert. Die Zuführbohrung dient der Zuführung von Schmiermittel in den Ringkanal 12 und verbindet den Ringkanal 12 mit einer Tasche 15, die radial aussen in den fest stehenden Lagerkörper 10 integriert ist. In die Zuführbohrung 14 ist eine Düse 16 integriert, um das Schmiermittel letztendlich in den Ringkanal 12 einzuleiten. Durch die tangentiale Ausrichtung der Zuführbohrung 14 sowie der in die Zuführbohrung 14 integrierten Düse 16 relativ zum Ringkanal 12 wird das Schmiermittel in tangentialer Richtung in den Ringkanal 12 eingeführt, wobei hierdurch eine Drallströmung des Schmiermittels im Ringkanal 12 etabliert wird. Bedingt durch die Drallströmung werden im Schmiermittel enthaltene Schmutzpartikel auszentrifugiert und kommen an einer radial aussen liegenden Wand 17 des Ringkanals 12 zur Anlage. An den Ringkanal 12 schliesst sich radial aussen eine Abführbohrung 18 an, um die aus dem Schmiermittel auszentrifugierten Schmutzpartikel aus dem Ringkanal 12 abzuführen. For the purposes of the present invention, a tangential to the annular channel 12 extending feed bore 14 is integrated into the fixed bearing body 10 of the inventive bearing assembly. The supply bore serves to supply lubricant into the annular channel 12 and connects the annular channel 12 with a pocket 15, which is integrated radially outward into the stationary bearing body 10. In the supply bore 14, a nozzle 16 is integrated to finally introduce the lubricant in the annular channel 12. Due to the tangential orientation of the feed bore 14 and the nozzle 16 integrated in the feed bore 14 relative to the annular channel 12, the lubricant is introduced in the tangential direction into the annular channel 12, whereby a swirl flow of the lubricant in the annular channel 12 is established. Due to the swirl flow contained in the lubricant particles are centrifuged out and come to a radially outer wall 17 of the annular channel 12 to the plant. To the annular channel 12, a discharge bore 18 closes radially outside, in order to remove the dirt particles centrifuged out of the lubricant from the annular channel 12.

[0010] Wie bereits erwähnt, verläuft die Zuführbohrung 14 tangential zum Ringkanal 12, wobei die Zuführbohrung 14 gemäss Fig. 1 zur Radialrichtung des fest stehenden Lagerkörpers 10 schräg gestellt ist. Durch die tangentiale Ausrichtung der Zuführbohrung 14 relativ zum Ringkanal 12 wird die bereits erwähnte Drallströmung des Schmiermittels im Ringkanal 12 selbst bei feststehender Welle bewirkt. In dem Fall, in welchem die Welle rotiert, sind eine durch die Rotation der Welle induzierte Drallströmung sowie die durch die tangentiale Ausrichtung der Zuführbohrung 14 zum Ringkanal 12 induzierte Drallströmung gleichgerichtet, so dass dieselben sich überlagern und verstärken und demnach nicht einander entgegenwirken. Die tangentiale Ausrichtung der Zuführbohrung 14 relativ zum Ringkanal 12 ist demnach derart ausgestaltet, dass die durch den tangentialen Verlauf der Zuführbohrung induzierte Drallströmung des Schmiermittels im Ringkanal 12 bei Drehung der Welle verstärkt wird. As already mentioned, the supply bore 14 extends tangentially to the annular channel 12, wherein the supply bore 14 is shown in FIG. 1 to the radial direction of the fixed bearing body 10 is inclined. Due to the tangential orientation of the feed bore 14 relative to the annular channel 12, the already mentioned swirl flow of the lubricant in the annular channel 12 is effected even when the shaft is fixed. In the case in which the shaft rotates, a swirl flow induced by the rotation of the shaft and the swirl flow induced by the tangential orientation of the feed bore 14 to the annular channel 12 are rectified, so that they overlap and reinforce and therefore do not counteract each other. The tangential orientation of the feed bore 14 relative to the annular channel 12 is accordingly configured such that the swirl flow of the lubricant induced in the annular channel 12 by the tangential course of the feed bore is intensified upon rotation of the shaft.

[0011] Die Abführbohrung 18 schliesst sich radial aussen an den Ringkanal 12 an und verbindet denselben mit einem Ölablauf. Gemäss Fig. 2 ist die Abführbohrung 18 gegenüber der Axialrichtung des fest stehenden Lagerkörpers 10 schräggestellt. Die Abführbohrung 18 kann ebenso wie die Zuführbohrung 14 tangential zum Ringkanal 12 verlaufen. The discharge hole 18 closes radially outward to the annular channel 12 and connects the same with an oil drain. According to FIG. 2, the discharge bore 18 is inclined relative to the axial direction of the fixed bearing body 10. The discharge bore 18 may, like the supply bore 14, extend tangentially to the annular channel 12.

[0012] Die Abführbohrung 18 verfügt über eine Querschnittsfläche, die gross genug ist, um auch relativ grosse Schmutzpartikel aus dem Ringkanal 12 abzuführen. Die Querschnittsfläche der Abführbohrung 18 ist jedoch klein genug, um einen durch die Abführbohrung 18 verursachten Druckverlust des Schmiermittels so gering wie möglich zu halten. Hierzu ist die Querschnittsfläche der Abführbohrung 18 um ein Vielfaches kleiner als der Ringspalt, der durch die radial innenliegende Wand 13 der Ausnehmung 11 und die in der Ausnehmung 11 gelagerte, nicht-dargestellte Welle begrenzt wird. The discharge bore 18 has a cross-sectional area which is large enough to remove relatively large dirt particles from the annular channel 12. However, the cross-sectional area of the discharge bore 18 is small enough to minimize a pressure loss of the lubricant caused by the discharge bore 18. For this purpose, the cross-sectional area of the discharge bore 18 is many times smaller than the annular gap, which is bounded by the radially inner wall 13 of the recess 11 and the recess 11 mounted in the non-illustrated shaft.

[0013] Mit der erfindungsgemässen Lageranordnung, die sowohl als Axiallager als auch als Radiallager ausgeführt sein kann, ist ein effektives Auszentrifugieren und damit Ausschleusen von Schmutzpartikeln aus dem Schmiermittel zur Schmierung der Lageranordnung möglich, und zwar bevor das Schmiermittel in den Bereich des eigentlichen Lagers gelangt. Hierdurch werden Beschädigungen des Lagers vermieden, wodurch sich die Lebensdauer desselben erhöht. With the inventive bearing assembly, which can be designed both as a thrust bearing and as a radial bearing, an effective centrifuging and thus removal of dirt particles from the lubricant for lubrication of the bearing assembly is possible, before the lubricant reaches the area of the actual camp , As a result, damage to the bearing can be avoided, thereby increasing the life of the same.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

[0014] <tb>10<sep>Lagerkörper <tb>11<sep>Ausnehmung <tb>12<sep>Ringkanal <tb>13<sep>Wand <tb>14<sep>Zuführbohrung <tb>15<sep>Tasche <tb>16<sep>Düse <tb>17<sep>Wand <tb>18<sep>Abführbohrung[0014] <Tb> 10 <sep> bearing body <Tb> 11 <sep> recess <Tb> 12 <sep> annular channel <Tb> 13 <sep> Wall <Tb> 14 <sep> feed bore <Tb> 15 <sep> Pocket <Tb> 16 <sep> Nozzle <Tb> 17 <sep> Wall <Tb> 18 <sep> Abführbohrung

Claims

1. Bearing arrangement, in particular for an exhaust gas turbocharger, with at least one fixed bearing body and a relative to the or each stationary bearing body movably mounted shaft, wherein at least one of the fixed bearing body (10) has a recess (11) for supporting the shaft, said radially outside to the recess (11) of the respective stationary bearing body (10) an annular channel (12) connects to the lubricant guide, characterized by a) a supply bore (14) running tangentially to the annular channel (12) with a nozzle (16) integrated therein to supply lubricant to the annular channel (12), b) a radially outwardly to the annular channel (12) adjoining Abführbohrung (18) to remove from the lubricant auszentrifugierte dirt particles from the annular channel (12).

2. Bearing arrangement according to claim 1, characterized in that a radially inner wall (13) of the recess (11) for supporting the shaft and the shaft define an annular gap, via which lubricant can be supplied, wherein a cross-sectional area of the annular gap is greater by a multiple as a cross-sectional area of the discharge hole (18).

3. Bearing arrangement according to claim 2, characterized in that the cross-sectional area of the annular gap is so much greater than the cross-sectional area of the discharge bore (18) that dirt particles can be removed from the annular channel (12) and that a through the discharge hole (18) caused loss of pressure of the lubricant is kept so low that the lubricant passes into the recess for supporting the shaft.

4. Bearing arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the discharge bore (18) extends tangentially to the annular channel (12).

5. Bearing arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the discharge bore (18) is inclined in the axial direction of the fixed bearing body.

6. Bearing arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that the discharge bore (18) connects the annular channel (12) with an oil drain.

7. Bearing arrangement according to one of claims 1 to 6, characterized in that the feed bore (14) connects the annular channel (12) with a radially outer in the stationary bearing body (10) integrated pocket (15).

8. Bearing arrangement according to one of claims 1 to 7, characterized in that it is designed as a thrust bearing or thrust bearing.

9. Bearing arrangement according to one of claims 1 to 7, characterized in that it is designed as a radial bearing.