CN103080575B - 滑动轴承中的污物存储部 - Google Patents

Abstract

一种滑动轴承，具有设有至少一个存储部(2)的存储表面，所述存储表面为滑动表面(1’)和/或供油槽的表面，所述存储部(2)为朝向所述存储表面敞开的凹处，所述存储部具有存储壁(2’)，并且从所述存储表面延伸出来而到所述轴承中，其中，所述存储壁(2’)在延伸方向上相对于参照方向形成锐角，所述参照方向为所述存储表面的在所述存储壁(2’)和所述存储表面的相交点处的切线的远离所述存储部(2)的方向。

Description

滑动轴承中的污物存储部

技术领域

本发明涉及具有包括至少一个存储部的存储表面的滑动轴承，该表面为滑动表面和/或供油槽的表面，该存储部为朝向存储表面敞开的凹处，并且具有从存储表面在朝向轴承后部的方向上延伸的存储壁。

背景技术

滑动轴承的滑动表面出于多种原因而具备一定轮廓。例如，在DE3905450C2中，提出了提供一种具有由软材料填充的槽的滑动轴承，以便使得在滑动表面中较硬的材料与较软的材料交替，从而达到更好的耐磨性和疲劳强度。

GB1128370A描述了一种免润滑的轴承，其中在滑动表面上以槽或穴的形式形成凹处，以将污物颗粒运输到轴承之外。渗入到轴承中的外来物在凹处聚集，并且在轴的旋转方向上沿着凹处的侧面输送，并且在轴承的端部处输送到轴承之外。

内燃机中的滑动轴承是不断地进一步改进的主体。在内燃机中正在出现不断增大的压力，并且因此在滑动轴承中亦是如此。同时，发动机的尺寸在减少。另外，正在使用相比以往都要稀的油来减少摩擦。这导致会阻止轴承和轴之间的接触的润滑膜的厚度在不断减少。结果，系统对不期望的外部影响、例如部件制造中的大的污物颗粒和碎屑的入侵变得越来越敏感，而这种外部影响永远无法完全避免。

另外，轴承壳的结构在变化。具有极好的滑动性能的铅正由其它成分代替。轴承的应力性能也在提升，这导致了对外部影响的更大的敏感性。通常，承受大应力的层相比传统的层更薄且更硬，并且这导致了更小的嵌入性，即将硬颗粒嵌入到滑动表面中以减少磨损的能力。通过替换含铅层，也减少了受损层的剩余滑动性。这也减少了嵌入性，其结果是减少了轴承的操作安全性。如果有外来物侵入，轴承因此相比之下将损坏至更大的程度，这可能导致摩擦系统的全面故障。

外来颗粒可能有多种来源，并且可以不同的方式到达油路。例如，源自部件制造的污物，例如钻屑、软焊或硬焊的残屑、来自封装的单个部件的残留污物等等可能损坏轴承。另外，例如来自油泵或来自链条张紧装置的磨损颗粒或来自凝集的和燃烧的碳氢化合物的燃烧残屑可能渗入轴承。另外，来自维护作业的外来颗粒或换油时油中的杂质可能导致轴承的损坏。

外来物可能比轴承间隙大若干倍，因此，它们不能简单地被清洗到轴承壳之外。它们在油的流动方向上朝向供油孔的端部移动，但外来物的排出被轴承阻止。因此，之后外来颗粒在周向方向上被从供油孔拖过敏感的滑动轴承表面，因此通过形成刻痕来损坏轴承。在极端的情况中，外来物试图在具有很小阻力的区域处、例如在暴露区域处(间隙的最大宽度处)离开轴承，并且由于轴和暴露区域处之间的楔形效应而被轴所携带，直至进入到轴承的承压区域的深处。这样的损伤通常导致轴承的全面故障。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的背景基于以及本发明的一个目的包括：降低所润滑的轴承针对外来颗粒的冲击的敏感性。

该目的通过如下所述的滑动轴承来解决。所述滑动轴承具有设有至少一个适合于容纳外来颗粒的存储部的存储表面，所述存储表面为滑动表面和/或供油槽的表面，所述存储部为朝向所述存储表面敞开的凹处，所述存储部具有存储壁，并且从所述存储表面延伸出来而到所述轴承中，其中，所述存储壁在延伸方向上相对于参照方向形成锐角，所述参照方向为所述存储表面的在所述存储壁和所述存储表面的相交处的切线的远离所述存储部的方向，并且所述存储部为穴状孔。

该滑动轴承在滑动表面上和/或供油槽中具有至少一个存储部。更确切地说，一个或多个存储部可以定位在滑动表面上、以及还有在供油槽的表面上，两者共同称为存储表面。存储部为朝向存储表面敞开的凹处。存储部延伸到轴承中，这意味着这样的情况：位于轴向方向上的朝向轴承后部的滑动表面的存储部。存储部由一个或多个存储壁限定，并且因此形成穴状凹处。在朝向轴承后部的方向上，存储部的角度的优选方向取决于轴的旋转方向，即使得所收集的外来物不能被冲洗到存储部之外。更确切地说，存储壁在延伸方向上相对参照方向形成锐角，该参照方向选择为平行于存储表面在存储壁和存储表面的相交处的切线。如此地，该角度选择为由在延伸方向上的存储壁和在远离存储部的方向上的切线形成。换言之，至少一个存储壁以某倾角结合到轴承中，使得当轴在轴承中旋转时，存储部中的外来物不能够被冲洗到存储部之外，而是相反地楔入到那里。以此方式，危险的外来物固定到一个或多个存储部中，以此避免或至少减少对轴承的功能表面的损坏。因此，甚至在极端的情况中保持了轴承系统的功能。即使对于主轴承而言，存储部也可以整合到轴承或轴承壳的供油槽中，以阻止外来物被油流冲洗到轴承的滑动表面中。在这样的情况中，如上更精确地定义的存储部的结合方向为：使得被引导的油流不能将外来颗粒从存储部冲洗出去。

根据本发明，用于外来物的固定的存储部为穴状孔。在该情况中，存储部不穿透轴承的后部，这根据轴承的生产方法或应用领域而言是有意义的。另外，这类存储部可以容易地制造。

优选地，滑动轴承包括暴露区域，并且在暴露区域中或在暴露区域的附近设置存储部。暴露区域理解为在形成轴承的轴承壳的轴承端部处的区域，在该区域中，相比轴承壳的其余部分的壁的强度来说，轴承壳的壁的强度有所减少。以此方式，由两个轴承壳的连接点处的不精确所导致的在轴承壳中运行的轴中的一个上的磨损得到减少。原则上可以实现，如果可能的话不在轴承的主应力区域中设置一个或多个存储部，以便将危险的外来物固定到轴承的无应力区域内的存储部中。另外，期望来自排油孔的外来物的排放处于暴露区域的附近。由于存储部优选地针对较大的颗粒而设置，因此轴承的低应力区域中的存储部的布置不会恶化存储部的颗粒存储能力。

出于同样的原因，优选地在沿轴向方向观测的轴承的边缘区域处、即在轴所进入或离开的侧部附近设置存储部。这被期望来阻止外来颗粒到达轴承的高应力区域。

存储部的存储能力优选地对应于发动机中所存在的外来物的体积的倍数，外来物例如为直至尺寸大约最大为长×宽×高＝3mm×2mm×1mm或2mm×2mm×2mm或直径为2mm的颗粒。

优选地，考虑到生产的最小花费，存储部通过压纹、钻孔、铣削、激光切割、ECM或冲压等来进行结合。

优选地，存储部的垂直于存储部的延伸方向的横截面为柱形、椭圆或矩形，以便容易地制造局部的、穴状的凹处。

优选地，相比轴承的材料更软的填充物引入到存储部中。在此情况中，外来物能够更好地针对被冲洗出去而固定。另外，当膜材料与存储表面齐平时，边缘不会损坏液压润滑膜结构。

优选地，较软的材料包括弹性体、聚合物、金属、合金和/或泡沫金属。

优选地，可存在有多个存储部以提供上述性能。于此，并非所有的存储部都必须具有相同的构形、位置、尺寸等，而是可以有所不同并且可以满足不同的要求或局部要求。

上述目的通过包括至少一个存储部的轴承壳来达到。在上述实施方案的变体中可以设置一个或多个存储部。优选地，在轴承壳中就设置一个存储部，以避免过多地减少运行表面。在这种情况中，轴承就包括两个存储部。

附图说明

图1显示了由两个轴承壳形成的轴承的横截面，轴包含于其中，并且轴承具有两个存储部；

图2显示了根据图1的横截面，其中具有圆柱形的存储部横截面；

图3为根据图1的视图，其中具有椭圆形的存储部横截面；

图4为根据图1的视图，其中具有矩形的存储部横截面；

图5为根据图1的视图，其中具有存储穴；

图6为根据图1的视图，其中具有填充物被引入其中的存储穴；

图7为根据图1的视图，其中具有连续的存储部，填充材料引入到一个存储部中。

具体实施方式

图1为由两个轴承壳1所形成的轴承的横截面。在轴承中包含有轴10，其包括具有排油孔11的油道。轴10的旋转方向通过轴的上部区域中的箭头来显示。由此产生了由双箭头表示的主应力方向。还显示了排油孔中的油的流动方向。每个轴承壳1具有滑动表面1’。在两个轴承壳1中的每一个中形成了一个存储部2。存储部2具有柱状的形状，并且穿过轴承后部。存储部2朝向滑动表面1’敞开。

污物颗粒使用标号S来标示，并且处于到存储部2之中的路径上。通过旋转轴，颗粒被压入到存储部2中并且固定在那里。在朝向轴承后部的方向上的存储部2到轴承壳1中的结合方向使得与旋转方向相一致，所聚集的外来物不能被冲洗到存储部2之外。这意味着，参照图1，所显示的两个矢量和形成锐角。矢量标示在存储部的延伸方向上的和在存储壁2’与滑动表面1’的交叉处的区域中的存储壁2’的方向。矢量标示沿着存储表面在存储壁和存储表面的交叉处的切线的远离存储部2的方向上的方向。

应注意到，在图1中只显示了轴承系统和存储部2的一种可能的横截面。矢量和的角的上述条件应当至少在轴承的轴向方向上对于存储壁的大部分而言得到满足，使得保证了避免外来颗粒被清洗出去。

图1中在轴承壳端部的区域中设有两个存储部2，在该区域中也可以设置但在图中未示出的暴露区域。另外，(在轴向方向上)存储部置于轴10的排油孔11的区域中。

图2、3和4中的每一个均显示了根据图1的视图，其中在轴承的上方和下方显示了轴承的展开的横截面。在这里可以看到沿存储部2的结合方向上的存储部2的横截面形式的例子。在图2中显示了圆形横截面，图3中显示了椭圆横截面，而图4中显示了矩形横截面。可注意到，当设置有多个存储部2时，存储部2不必具有一致的横截面。此外，存储部2也不必在结合方向上具有一致的横截面，而是可以形成为不规律地成形的凹处、穴状孔、通孔等。

图5是根据图1的视图，存储部2形成为并未穿透轴承后部的穴状凹处。当然，横截面可以不同地构形，如在上述实施方案中所示。

图6和图7是根据图1的视图，其中填充物3或填充材料引入到一些穴状存储部2和/或作为存储部2的通孔中。填充物具有加强所捕获的外来颗粒的固定的目的。因此，填充物优选地包括相比滑动表面1’更软的材料。

Claims (11)

1.一种滑动轴承，具有设有至少一个适合于容纳外来颗粒的存储部(2)的存储表面，所述存储表面为滑动表面(1’)和/或供油槽的表面，所述存储部(2)为朝向所述存储表面敞开的凹处，所述存储部具有存储壁(2’)，并且从所述存储表面延伸出来而到所述轴承中，

其中，所述存储壁(2’)在延伸方向上相对于参照方向形成锐角，所述参照方向为所述存储表面的在所述存储壁(2’)和所述存储表面的相交处的切线的与所述滑动轴承中的轴相对于所述滑动轴承的旋转方向一致的方向。

2.根据权利要求1所述的滑动轴承，其特征在于，所述滑动轴承具有暴露区域，并且在所述暴露区域的区域中设置所述存储部(2)。

3.根据权利要求1或2所述的滑动轴承，其特征在于，在所述轴承的沿轴向方向的边缘区域处设置所述存储部(2)。

4.根据权利要求1或2所述的滑动轴承，其特征在于，所述存储部(2)的存储能力对应于所产生的外来颗粒的体积的倍数，所述外来颗粒具有最大为长×宽×高＝3mm×2mm×1mm的尺寸。

5.根据权利要求1或2所述的滑动轴承，其特征在于，所述存储部(2)通过压纹、钻孔、铣削、激光切割、ECM或冲压来制造。

6.根据权利要求1或2所述的滑动轴承，其特征在于，所述存储部(2)的垂直于所述存储部(2)的延伸方向的横截面为椭圆或矩形。

7.根据权利要求1或2所述的滑动轴承，其特征在于，相比所述轴承的材料更软的填充物(3)引入到所述存储部(2)中。

8.根据权利要求7所述的滑动轴承，其特征在于，所述填充物(3)为弹性体、聚合物、金属、合金或泡沫金属。

9.根据权利要求1或2所述的滑动轴承，其特征在于，设置多个所述存储部(2)。

10.根据权利要求1或2所述的滑动轴承，其特征在于，所述存储部(2)的存储能力对应于所产生的外来颗粒的体积的倍数，所述外来颗粒具有最大为长×宽×高＝2mm×2mm×2mm的尺寸。

11.根据权利要求1或2所述的滑动轴承，其特征在于，所述存储部(2)的存储能力对应于所产生的外来颗粒的体积的倍数，所述外来颗粒具有最大为直径为2mm的尺寸。