CN103415714B - 具有收集槽的滑动轴承套 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种滑动轴承套，具有径向贯穿该滑动轴承套的油孔（16），以用于将油引入到该滑动轴承套中，其中，设有一个或多个在该滑动轴承套（10）的内侧（14）沿圆周方向延伸的收集槽（18），以用于收集位于该滑动轴承套中的油，所述收集槽是封闭的并且四周被支承面（20）包围。

Description

具有收集槽的滑动轴承套
技术领域
本发明涉及一种滑动轴承套，具有径向贯穿该滑动轴承套的油孔，以用于将油引入到该滑动轴承套中。这种类型的滑动轴承套的典型应用是曲轴主轴承、连杆轴承或者在内燃机中的轴衬。这种类型的滑动轴承套例如从DE102005037502A1或DE10163292A1中已知。
背景技术
通常情况下，两个这种滑动轴承套构成一个滑动轴承，其中，在各滑动轴承套中支承的轴在油膜上滑动，所述油膜构成在轴本身和滑动轴承套内侧的支承面之间。为了确保在滑动轴承套的支承面和在滑动轴承套中支承的轴之间构成所述油膜，油通过油孔引入到滑动轴承套中，尤其是注入到滑动轴承套中。油分布在滑动轴承套内并且润湿支承面，油被转动的轴携带到所述支承面上，由此形成油膜，轴在该油膜上滑动。
除了构成油膜的功能以外，油用于冷却滑动轴承，其方式为：油将在工作时形成的热量从滑动轴承中导出。在工作时产生的温度处于在正常应用情况下的90℃至在例如跑车的极端应用情况下的210℃之间。注入到滑动轴承套中的约3/4的油量用于冷却。
油借助于油泵注入到滑动轴承套中。油泵被驱动车辆的马达所驱动。马达传送的一部分功率需要用于驱动油泵。需要用于驱动油泵的功率份额能够通过减少穿过油孔的油体积流而减小。借助减小需要用于驱动油泵的功率份额，也减少燃料耗费进而还减少马达的CO2排放。
一些滑动轴承套具有油槽，油能够借助所述油槽分布在滑动轴承套内。体积流与油槽的表面成比例，因此出于之前提及的原因致力于将油槽构造为尽可能小的。滑动轴承套通常情况下沿圆周方向围成180℃的角，从而两个滑动轴承套完全包围待支承的轴。在此，油槽能够穿过整个滑动轴承套，从而其同样沿圆周方向延伸180℃的角。为了减小油槽的表面进而降低穿过油槽的油体积流，可以减小所述角。已知这样的滑动轴承，其油槽具有成150℃的角，甚至试验120℃的角。但是在此必须注意，穿过油槽的体积流不过度减少，从而能够确保充分的冷却。
通过减小油槽的角，所需要的油量必须经由较小的表面引入到滑动轴承中，并且油分布在较大的面上，以便确保毫无问题的支承。这导致升高的油份额从滑动轴承中侧向流出并且未经使用地流失。通常情况下，需要将比实际情况所需的油量明显更多的油量引入到滑动轴承中，以便确保毫无问题地支承轴并避免故障。为了施加对此必需的体积流，马达必须将更高的功率传送到油泵上，因此马达的耗费提升。
发明内容
因此本发明的目的是，至少减少这种类型的滑动轴承的上述缺点并且提出一种滑动轴承套，借助该滑动轴承套能够更好地利用位于滑动轴承套中的油，从而能够减少需要用于油泵的马达功率份额并且同时能够减少从滑动轴承中的侧向流出。
所述目的通过用于收集位于滑动轴承套中的油的、在滑动轴承套内侧沿圆周方向延伸的收集槽得以实现，所述收集槽是封闭的并且四周被支承面包围。封闭的收集槽应理解为没有油孔通入的槽。该封闭的收集槽在油膜内引起横截面扩宽，因此为在收集槽的区域中的油提供较大的封闭体积，从而在收集槽中产生负压。因此，在收集槽的施加负压的区域中产生抽吸效应，从而油被吸入收集槽的该区域中并且在油膜中构成朝向收集槽的流动。因此降低了从滑动轴承中侧向流出的油量并且重新利用这些油，从而也能够降低待由油泵输送到滑动轴承套中的油体积流。优选的是，收集槽沿待支承的轴的转动方向设置在油孔的上游，从而所收集的油直接与新的、穿过油槽的油混合并且能够一起用于构建油膜。作为结果，降低了必须由马达施加以驱动油泵的功率份额，由此降低马达的耗费进而减少其CO2排放。根据本发明的滑动轴承套优选使用在曲轴主轴承中。油孔能够具有圆形的横截面并且借助钻头制成，但或者是具有椭圆形的横截面或者是细长孔并且铣削制成。在一个改进研发方案中，根据本发明的滑动轴承包括在滑动轴承套内侧基本上沿滑动轴承套的圆周方向延伸的分配槽，以用于将被引入的油分布在滑动轴承套内，其中，油孔通入该分配槽中。油在滑动轴承套内的分布得到改进，从而在滑动轴承套中到处能够构成用于支承轴的均匀油膜。
分配槽优选沿圆周方向以第一间距在滑动轴承套的第一周向端前方终止。因此，支承面的进而滑动轴承套的支承能力变大，由此能够接收较大的负荷。
在根据本发明的滑动轴承套的一个优选方案中，收集槽沿圆周方向以第二间距在滑动轴承套的第二周向端前方终止。由此也能够使支承面的进而滑动轴承套的支承能力变大，从而能够接收较大的负荷。
在一个优选的改进方案中，分配槽以在50°和100°之间的第一角度沿圆周方向延伸，并且收集槽以在40°和80°之间的第二角度沿圆周方向延伸。然而在此，所述角度必须选择为，使得在分配槽和收集槽之间总是留有特定的间距。已证实的是，在第一和第二角度的这个范围内，引入到滑动轴承中的油体积流进而马达的燃料耗费也能够被特别强烈地减少。
优选的是，第一槽和收集槽基本上是等长的。这简化了制造，因为第一槽和收集槽能够以相同的工作步骤制成。仅必须改变滑动轴承套的位置，由此滑动轴承套能够特别低成本地制造。
在根据本发明的滑动轴承套的一个有利的构造方案中，第一槽和收集槽分别具有10:1至40:1的长宽比。已证实的是，在该长宽比的范围内，引入到滑动轴承中的油体积流进而还有马达的燃料耗费被特别强烈地减少。
同样被证实为特别有利于降低引入到滑动轴承中的油体积流进而降低马达的燃料耗费的是，第一槽和收集槽分别具有10:1至40:1的宽深比。
至少收集槽优选沿圆周方向以第一半径过渡到支承面中或过渡到槽底。如上所述，在收集槽中构成在油膜中的较低压力，由此产生在收集槽中的抽吸效应。由于在这个构造方案中收集槽以第一半径过渡到支承面中，因此不产生或者至少较少地产生涡流，该涡流可能会干扰抽吸效应和到收集槽中的流动。如果第一槽和收集槽都相应地制成为具有圆弧形的形状横截面，那么进一步简化制造。借助于第一半径过渡到槽底中也能够减少在油膜内的涡流，从而能够更好地发挥抽吸效应。
有利地，至少收集槽沿圆周方向包括在槽底中的具有第二半径的基本上圆弧形的轮廓曲面。在该构造方案中，支承面沿着纵轴线向收集槽的过渡非常平缓地构成，从而在油膜中不产生或至少较少地产生涡流，该涡流可能会干扰抽吸效应和到收集槽中的流动。此外，在该构造方案中，收集槽的制造非常简单，这是因为相应的切削加工工具仅须转动而无须横向移动。所述槽能够例如借助于转动的铣削头来制成，所述铣削头以其圆周面去除材料。如果分配槽和收集槽都相应地以圆弧形横截面制成，则制造被进一步简化。“基本上圆弧形”的使用一方面是因为由于通常的制造误差不能产生严格圆形的轮廓曲面。另一方面可设想的是，在弯曲前，即在滑动轴承套的平坦状态下制成油槽。在槽底中在平坦状态下圆弧形的轮廓曲面通过卷起而在几何形状上被改变并且不再严格地圆弧形伸展。就此而言，仅通过围绕相对于滑动轴承套在其位置中不变的轴线转动切削加工工具制成的所有形状都应包含有特征“沿圆周方向基本上圆弧形的轮廓曲面”。
优选地，至少收集槽垂直于圆周方向以第三半径过渡到支承面中。因此，也至少减少涡流，从而不干扰或不强烈干扰抽吸效应和油到收集槽中的流动。
优选地，分配槽和收集槽沿圆周方向和/或垂直于圆周方向具有相同的轮廓曲面。由此简化滑动轴承套的制造，这是因为能够使用相同的工具来制造第一槽和第二槽。能够省去工具保持器的改装或第二工具保持器的设置。
根据本发明的滑动轴承套的一个改进方案的特征在于，分配槽和收集槽借助于通道连接。所述通道优选具有比分配槽和收集槽明显更小的横截面，从而仅轻微地影响抽吸效应。在通道中能够收集油，所述油在需要时可用。通过轴的转动运动，在通道中收集的油被携带并且形成油楔，借助所述油楔能够提高滑动轴承的支承能力。
附图说明
下面参考附图借助于优选实施例详细阐述本发明。附图中示出：
图1处于展开状态下的根据本发明的滑动轴承套的第一实施例；
图2在图1中示出的实施例的立体图；
图3处于展开状态下的根据本发明的滑动轴承套的第二实施例的俯视图；
图4沿着在图3中限定的剖面A-A截取的在图3中示出的实施例的剖视图；
图5处于展开状态下的根据本发明的滑动轴承套的第三实施例的类似于在图4中所应用的视图的剖视图；
图6沿着在图3中限定的剖面B-B截取的第二实施例的剖视图；
图7处于卷起状态下的在图5中所示出的第三实施例；
图8处于展开状态下的根据本发明的滑动轴承套的第四实施例的俯视图；以及
图9处于展开状态下的根据本发明的滑动轴承套的第五实施例的俯视图。
具体实施方式
在图1中示出处于展开的平坦的状态下的根据本发明的滑动轴承套101的第一实施例的剖视图。在制造滑动轴承时进行弯曲步骤，借助该弯曲步骤将平坦的滑动轴承套101弯曲，从而该滑动轴承套构成一个半轴瓦，该半轴瓦围成约180℃的角（参见图7）。两个滑动轴承套101构成一个完整的轴承，其中，两个滑动轴承套不必一定要相同地构建。
在图2中示出滑动轴承套101的第一实施例的立体图。该滑动轴承套已经变弯并且因此已经能够与第二滑动轴承套一同使用，以用于支承未示出的轴。
滑动轴承套101包括分配槽12，该分配槽在滑动轴承套101的内侧14沿滑动轴承套101的圆周方向延伸。为了限定圆周方向，其在图3中以线X表示。该分配槽的最大延伸距离应沿圆周方向伸展。在分配槽12中设有油孔16，该油孔径向贯穿滑动轴承套101，并且油能够借助于未示出的油泵通过该油孔被输送或注入到分配槽12中。
此外，滑动轴承套101具有收集槽18，该收集槽同样在内侧14上并且沿滑动轴承套101的圆周方向延伸。对于分配槽12的延伸的相关结构相应地适用于收集槽18。收集槽18四周封闭并且被支承面20包围。滑动轴承套101的内侧14的每个面都用作支承面20，在所述面上能够构成用于支承未示出的轴并使该轴滑动的油膜。轴的转动方向以箭头V示出。因此可见的是，收集槽18在轴的转动方向上看设置在分配槽12的上游。
在图3中示出根据本发明的滑动支承套102的第二实施例的俯视图，该滑动支承套在尺寸上明显不同于第一实施例。滑动轴承套102具有总宽度bges和总高度hges（参见图4）。分配槽12具有距第一周向端22的第一间距A1，并且收集槽18具有距滑动轴承套101的第二周向端24的第二间距A2。分配槽12和收集槽18在其相应的彼此指向的端部之间具有第三间距A3并且因此沿圆周方向相继地设置。为了清晰起见，支承面20加阴影地示出，该支承面在四周围绕分配槽12和收集槽18。与在图1中示出的实施例不同，油孔161构造为细长形孔。
分配槽12具有第一长度l1、第一宽度b1以及第一深度t1，并且收集槽18具有第二长度l2、第二宽度b2以及第二深度t2。在此，深度应表示在包围分配槽12和收集槽18的支承面20与槽底28之间的最大间距。根据第二实施例，分配槽12和收集槽18具有相同的尺寸，从而长度l1和l2、宽度b1和b2以及深度t1、t2分别相等。
如从图4中得知，分配槽12和收集槽18沿圆周方向以第一半径r1’从支承面20过渡到相对于支承面20倾斜的部段26中。该倾斜的部段26同样以第一半径r1”过渡到分配槽12和收集槽18的槽底28中。第一半径r1’、r1”能够是相同的或不同的。此外，分配槽12和/或收集槽18能够制造为不具有第一半径r1。
在图6中示出沿着在图3中限定的剖面B-B截取的根据第二实施例的滑动轴承套102。收集槽18垂直于圆周方向以第三半径r3过渡到支承面20中。在所示出的示例中，收集槽18垂直于槽底28，其中，在此也可设想以第三半径r3或其它半径过渡。不言而喻，也能够设有其它过渡，例如作为倒棱的过渡。
在图5中示出根据本发明的滑动轴承套103的第二实施例的类似于在图1中选择的表现方式。第三实施例的构造与第一实施例的区别基本上如下，即分配槽12和收集槽18沿圆周方向包括具有第二半径r2的圆弧形轮廓曲面。分配槽12的和收集槽18的轮廓曲面是相同的，从而长度l1和l2也是相同的。
在图7中示出处于卷起的进而能够装配的状态下的根据第三实施例的滑动轴承套103，其中，该滑动轴承套在第一周向端22和第二周向端24之间围成约180°的角。此外可见，在卷起的状态下，分配槽12以第一角度α沿圆周方向延伸，并且收集槽18以第二角度β沿圆周方向延伸，从而所述角度仅相关于滑动轴承套103的在这里示出的卷起的状态。
所述角度对应于由两个法线N围成的角，所述两个法线始于分配槽12和收集槽18的相应端部并且位于相同的剖面中。这在图7中是法线N11至N22，其中，分配槽12的角度由法线N11和N12描述，并且收集槽18的角度由法线N21和N22描述。分配槽12和收集槽18在其过渡到支承面20中的位置终止。由于收集槽12和分配槽18的长度l1、l2相等（参见图5），因此第一和第二角度α、β也相等，其中在此也能够设有其它尺寸。
在图8中示出处于展开的平坦的状态下的根据本发明的滑动轴承套104的第四实施例的俯视图。在该实施例中，滑动轴承套104不具有分配槽。代替于此，油孔16直接过渡到支承面20中。
在图9中示出处于展开的平坦的状态下的根据本发明的滑动轴承套105的第五实施例的俯视图。在该实施例中，滑动轴承套105包括多个收集槽，在该情况下为三个收集槽181至183，各收集槽分别具有不同的长度l21至l23以及不同的宽度b21至b23。
在所有实施例中，收集槽18相对于轴的以箭头V表示的转动方向设置在油孔16或分配槽12的上游。这具有下述效应：在收集槽18中收集的油由于轴的转动以及与此关联的牵引效应而被输送给油孔16或分配槽12。就此而言，已经存在于滑动轴承套10中的油与通过油孔引入到滑动轴承套10中的新的油汇集并且能够被再利用。新的油的体积能够减少在收集槽18中所收集的油的体积，从而能够减少总体上所需的油体积。因此，油泵必须输送较小的体积流，从而所述油泵需要较小的功率，这导致驱动的马达的燃料节省。CO2平衡得到相应地改善。
附图标记清单
101-105 滑动轴承套
12 分配槽
14 内侧
16、161 油孔
18 收集槽
20 支承面
22 第一周向端
24 第二周向端
26 倾斜的部段
28 槽底
A1-A3 间距
b1 分配槽宽度
b2 收集槽宽度
bges 滑动轴承套宽度
hges 滑动轴承套高度
l1 分配槽长度
l2 收集槽长度
N11-N22 法线
r1-r3 半径
t1 分配槽深度
t2 收集槽深度
X 限定圆周方向的线
α 第一角度
β 第二角度

Claims (11)

1.一种呈半轴瓦的形式、围成180°的角度的滑动轴承套，具有径向贯穿该滑动轴承套的油孔(16)，以用于将油引入到该滑动轴承套中，并且设有在该滑动轴承套(10)的内侧(14)沿该滑动轴承套(10)的圆周方向延伸的分配槽(12)，以用于将被引入的油分布在该滑动轴承套内，其中，所述油孔(16)通入所述分配槽(12)中，其特征在于，设有一个或多个在该滑动轴承套(10)的内侧(14)沿圆周方向延伸的收集槽(18)，以用于收集位于该滑动轴承套中的油，所述收集槽是封闭的并且四周被支承面(20)包围，并且所述收集槽沿转动方向设置在所述油孔(16)的上游和/或所述分配槽(12)的上游。
2.如权利要求1所述的滑动轴承套，其特征在于，所述分配槽(12)沿圆周方向以第一间距(A1)在该滑动轴承套(10)的第一周向端(22)前方终止。
3.如权利要求1或2所述的滑动轴承套，其特征在于，所述收集槽(18)沿圆周方向以第二间距(A2)在该滑动轴承套(10)的第二周向端(24)前方终止。
4.如权利要求1或2所述的滑动轴承套，其特征在于，所述分配槽(12)以在50°和100°之间的第一角度(α)沿圆周方向延伸，并且所述收集槽(18)以在40°和80°之间的第二角度(β)沿圆周方向延伸。
5.如权利要求1或2所述的滑动轴承套，其特征在于，所述分配槽(12)和所述收集槽(18)是等长的。
6.如权利要求1或2所述的滑动轴承套，其特征在于，所述分配槽(12)和所述收集槽(18)分别具有从10:1至40:1的长宽比。
7.如权利要求1或2所述的滑动轴承套，其特征在于，所述分配槽(12)和所述收集槽(18)分别具有从10:1至40:1的宽深比。
8.如权利要求1或2所述的滑动轴承套，其特征在于，至少所述收集槽(18)沿圆周方向以第一半径(r1)过渡到所述支承面(20)中和/或过渡到槽底(28)中。
9.如权利要求1或2所述的滑动轴承套，其特征在于，至少所述收集槽(18)沿圆周方向包括在槽底(28)上的具有第二直径(r2)的圆弧形的轮廓曲面。
10.如权利要求1或2所述的滑动轴承套，其特征在于，至少所述收集槽(18)垂直于圆周方向以第三半径(r3)过渡到所述支承面(20)中。
11.如权利要求1或2所述的滑动轴承套，其特征在于，所述分配槽(12)和所述收集槽(18)沿圆周方向和/或垂直于圆周方向具有相同的轮廓曲面。
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