CN105452691B - 用于涡轮增压机的滚动支承件和用于安装滚动支承件的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于涡轮增压机的滚动支承件(1)和一种用于安装滚动支承件的方法。处于运行的滚动支承件包括借助轴承(10)支承的转子轴(20)。第一保持架(4)和第二保持架(5)用于容纳滚动体(7)并且分别在内部滚道(21，22)和相应关联的外部滚道(11)之间滚动。

Description

用于涡轮增压机的滚动支承件和用于安装滚动支承件的方法
技术领域
本发明涉及一种用于涡轮增压机的滚动支承件。尤其，滚动支承件包括轴承和转子轴。转子轴具有构成为用于轴承的第一内部滚道和第二内部滚道。为了容纳滚动体设有第一保持架和第二保持架。此外，设有分别具有外部滚道的第一外环和第二外环。滚动体在第一内部滚道或第二内部滚道和相应的外部滚道之间滚动。
此外，本发明涉及一种用于安装滚动支承件的方法。
背景技术
用于客车应用的涡轮增压机通常构成为具有转子轴，所述转子轴通过两个滑动轴承径向支承。在货车应用中，已经单独使用滚动支承件。滚动支承件在货车应用中的使用由于在此出现的低的转速是可能的。
涡轮增压机中的滚动支承件的现今的现有技术是下述单元，其中两个以所谓的筒状物的形式的滚动轴承组合。所述构造方式现在由于该系统的简单的可集成性而在现有应用中受用户偏爱。在此尤其使用例如来自于航空和航天技术领域的M50的材料，以便能够可靠地满足高的热学要求。
通常，由涡轮增压机的供货商安装全部部件，所述供货方从转包商获取所述部件。在轴、涡轮机轮、压缩机轮、滚动轴承或滑动轴承单元中、以及在全部其他部件中也如此。因此，从中对于涡轮增压机生产者而言产生高的风险或高的耗费，所述涡轮增压机生产者将供应商的不同部件彼此协调。随后，用户将安装好的轴承单元插到涡轮机轴上并且随后将其安装在轴承壳体中。
德国专利申请DE 10 2010 054 939 A1公开了用于涡轮增压机的轴承装置。用于涡轮增压机的轴承装置包括沿轴向方向延伸的轴承壳体。在轴承壳体之内设置滚动轴承，所述滚动轴承具有外部的轴承环和多个滚动体。轴向延伸的轴可转动地支承在轴承壳体之内。轴本身构成为具有滚动体滚道(内部滚道)。
发明内容
本发明基于下述目的，减少用于具有滚动支承的转子轴的涡轮增压机的制造成本。对此，滚动支承的滚动支承件的结构空间减小并且在此同时确保涡轮增压机中的滚动支承件的全部优点。
所述目的通过一种用于涡轮增压机的滚动支承件来实现，所述滚动支承件具有轴承和转子轴，其中在所述转子轴中成形用于所述轴承的第一内部滚道和第二内部滚道，用于容纳滚动体的第一保持架和第二保持架，和分别具有外部滚道的第一外环和第二外环，在所述第一外环上并且在所述第二外环上构成有各一个爪状结构，所述爪状结构将所述第一外环和所述第二外环形状配合地彼此保持。
本发明的另一个目的是，实现一种方法，使得滚动支承件的安装能够成本优化地并且在减小的结构空间上执行，其中应当可能的是，滚动支承件作为完成的单元提供给用户。
所述目的通过一种用于安装滚动支承件的方法来实现，所述方法包括将具有滚动体的第一保持架安放到在转子轴中构成的第一内部滚道上；安装第一外环，使得所述第一保持架的滚动体与所述第一内部滚道和所述第一外环的外部滚道共同作用；将第二外环安装在所述转子轴上，其中所述第一外环和所述第二外环部分地轴向地彼此接合；将具有滚动体的第二保持架安放到在所述转子轴中构成的第二内部滚道上；并且将所述第二外环相对于所述第一外环拉出并且转动，使得所述第一外环的和所述第二外环的爪状结构将所述第一外环和所述第二外环形状配合地彼此连接。
在此，根据本发明的用于涡轮增压机的滚动支承件包括轴承和转子轴、以及用于容纳滚动体的第一保持架和第二保持架。同样地，转子轴配设有分别具有外部滚道的第一外环和第二外环。在此，在转子轴中成形有用于轴承的第一内部滚道和第二内部滚道。
在第一外环上并且在第二外环上构成有各一个爪状结构，使得第一外环和第二外环与爪式联接装置类似地形状配合地彼此保持。所述爪状结构在轴承的安装状态下共同作用，使得构成空腔，所述空腔朝向转子轴敞开。所述空腔用于油回流。
在制造涡轮增压机的转子轴时，构成第一内部滚道和第二内部滚道，所述第一内部滚道和第二外部滚道分别用于容纳滚动体。通过第一内部滚道和第二内部滚道的构成，取消用于支承转子轴的单独的内环。因此，转子轴不再必须在整个面上磨光。在该情况下，足够的是，将第一内部滚道和第二内部滚道、轴向的接触点、压缩机轮座和随后要焊接的涡轮的位置磨光。
轴承的第一外环和第二外环如在爪式联接装置中那样啮合。两个外环中的每个外环都构成有用于滚动体的相同的外部滚道。第一和第二外环镜面对称地设置在转子轴上并且是完全相同的。两个轴承部位之间的关系经由终归一件式的转子轴来进行，所述转子轴经受极其高的精度要求，其中滚动支承件的两个内部滚道引入到转子轴中。
在第一外环和第二外环之间设有间隙。在所述间隙中安置固定元件，由此能够调节轴承间隙和调节第一外环和第二外环沿转子轴的轴线方向的相互间的位置。
固定元件也将第一外环和第二外环抗转动地固定并且将两个外环形状配合地彼此连接。此外，进行调节，使得完成以不同的材料厚度或板厚度的夹紧进而在第一外环和第二外环的间隙之间安置固定元件，所述间隙在轴承的已装配状态下构成。在此，固定元件的凸起位于第一外环和第二外环之间的间隙中。根据一个可能的实施方式，固定元件能够由板制成进而构成为板夹紧件。
抗转动的固定也能够根据现有技术通过在外直径上的锁定面进行，然后，螺丝压靠所述锁定面，所述螺丝又拧入到壳体中。
在转子轴的朝向涡轮的端部上构成有热节流槽。所述热节流槽允许，在用户处在焊机中容纳两件式的覆盖板。覆盖板在焊接过程中锁入到所述槽中进而防止在用户处污物和焊接飞溅物在焊接过程期间进入。以所述方式可能的是，对轴承执行其他的处理并且也将连同涡轮机壳体在内的单元提供给客户。
在用于安装滚动支承件的方法中，首先将具有滚动体的第一保持架安放到在转子轴中构成的第一内部滚道上。随后，安装第一外环，使得第一保持架的滚动体与第一内部滚道和第一外环的外部滚道共同作用。随后，执行第二外环在转子轴上的安装，其中第一外环和第二外环部分地轴向彼此接合。随后，将具有滚动体的第二保持架置于在转子轴中构成的第二内部滚道上。最后，将第二外环相对于第一内环拉出并且转动，使得第一外环的和第二外环的爪状结构形状配合地彼此连接。
为了可靠地保持在第一外环和第二外环之间，将固定元件安置在第一外环和第二外环之间的间隙中。如已经在上文中提到的那样，可能的是，借助固定元件，调节轴承间隙和调节第一外环和第二外环在转子轴的轴线A的方向上的位置。
附图说明
下面，应根据所附的附图详细阐述本发明的实施例和其优点。附图中的大小关系不始终对应于实际的大小关系，因为一些形状简化地示出并且其他的形状为了更好的说明与其他元件相比放大地示出。在此示出：
图1示出根据现有技术的用于滑动支承件的转子轴的示意图；
图2示出具有用于滚动体的在转子轴上成形的内部滚道的根据本发明的转子轴的示意图；
图3示出具有安装的第一保持架和第一外环的转子轴的示意图；
图4示出具有安装的第一保持架、第一外环和第二外环的转子轴的示意图；
图5示出具有安装的第一保持架、第二保持架、第一外环和第二外环的转子轴的示意图；
图6示出其中第一外环和第二外环处于最终位置中并且形状配合地彼此保持的示意图；
图7示出滚动支承件的示意图，所述滚动支承件由转子轴和轴承构成；
图8A示出固定元件的沿着转子轴的轴线的剖面图；并且
图8B示出固定元件的从转子轴的轴线的方向观察的视图。
具体实施方式
相同的附图标记用于本发明的相同的或起相同作用的元件。此外，出于清晰的原因，在各个附图中仅示出说明相应附图所需的附图标记。示出的实施方式仅是根据本发明的滚动支承件能够如何构成或者根据本发明的用于制造滚动轴承装置的方法如何展示的示例。
图1示出根据现有技术的具有滑动支承件15的转子轴20。在转子轴20的跟随滑动支承件15的端部上构成有热节流槽23。
图2示出根据本发明构成的转子轴20的示意图。转子轴20在一个区域中集成地具有第一内部滚道21和第二内部滚道22。在制造转子轴20时，由于需要的精度，使用深磨法。在所述深磨法期间，在转子轴20上构成第一内部滚道21和第二内部滚道22。在构成有第一内部滚道21和第二内部滚道22的区域25上连接有热节流槽23。
图3示出滚动支承件1的示意图，其中第一外环2已经施加在转子轴20上。同样地，设有具有滚动体7的第一保持架4，所述第一保持架设置成，使得第一保持架4的滚动体7与第一内部滚道21和在第一外环2上构成的外部滚道11共同作用。第一外环2成形有至少一个爪状结构6，所述结构沿着转子轴20的轴线A的方向定向。
图4示出滚动支承件1的视图，其中除了第一外环2之外，第二外环3施加在转子轴20的区域25上。第一外环2和第二外环3在此彼此嵌套，使得转子轴的第二内部滚道22是可接近的。
图5示出滚动支承件1的视图，其中具有优选构成为球的滚动体7的第二保持架5引入到转子轴20的第二内部滚道22中。因此，通过将第一外环2和第二外环3设置在转子轴20上构成轴承10。
图6示出下述装置，其中轴承10的第一外环2和第二外环3相互转动并且彼此分开。通过第一外环2和第二外环3的转动和彼此分开，构成空腔35，所述空腔朝向转子轴20的区域25敞开。因此出现的空腔35用作为油回流部。通过经由第二外环3相对于第一外环2拉出和随后的转动实现的定位，因此，第二保持架5的滚动体7也贴靠在第二内部滚道22和第二外环3的外部滚道11上。
图7示出滚动支承件1的示意图，其中第一外环2和第二外环3安装在转子轴20上。因此，轴承10由第一外环2和第二外环3形成。第一外环2和第二外环3通过固定元件30(见图8A和图8B)在安装在转子轴20上的状态下保持在一起。
如在图8A和图8B中示出的那样，固定元件30具有凸起31。所述凸起31在此接合到第一外环2和第二外环3之间的间隙8中。通过固定元件，在此实现相对于第一外环2和第二外环3的转动固定。固定元件30在此理想地由板借助于造型工艺制成。通过制造具有不同的板厚度(材料厚度)的固定元件30，可能的是，足够精确地设定轴承10的间隙。此外，通过固定元件，将第一外环2和第二外环3相互间保持位置。如已经提到的那样，通过使用具有相应的材料厚度的适当的固定元件，能够在第一内部滚道21和第二内部滚道22之间建立长度补偿。如从图7中可见的，热节流槽23连接于轴承10。热节流槽23在转子轴的朝向涡轮的端部26上构成。热节流槽23允许，在用户处的焊机中容纳两件式的覆盖板(没有示出)。覆盖板在焊接过程中锁入到热节流槽23中进而防止，在用户处污物和焊接飞溅物在焊接过程期间进入。以所述方式，可能的是，执行对滚动支承件1的其他处理并且也将由转子轴20和轴承10构成的滚动支承件1连同涡轮机壳体(没有示出)提供给用户。
附图标记列表：
1 滚动支承件
2 第一外环
3 第二外环
4 第一保持架
5 第二保持架
6 爪状结构
7 滚动体
8 间隙
10 轴承
11 外部滚道
15 滑动支承件
20 转子轴
21 第一内部滚道
22 第二内部滚道
23 热节流槽
25 区域
26 转子轴的端部
30 固定元件
31 凸起
35 空腔
A 轴线。

Claims (10)

1.一种用于涡轮增压机的滚动支承件(1)，包括：
轴承(10)和转子轴(20)，其中在所述转子轴(20)中成形用于所述轴承(10)的第一内部滚道(21)和第二内部滚道(22)，
用于容纳滚动体(7)的第一保持架(4)和第二保持架(5)，和
分别具有外部滚道(11)的第一外环(2)和第二外环(3)，
其特征在于，
在所述第一外环(2)上并且在所述第二外环(3)上构成有各一个爪状结构(6)，所述爪状结构将所述第一外环(2)和所述第二外环(3)形状配合地彼此保持。
2.根据权利要求1所述的滚动支承件(1)，其中在所述轴承(10)的安装状态下，基于所述第一外环(2)的和所述第二外环(3)的所述爪状结构(6)构成空腔(35)，所述空腔朝向所述转子轴(20)敞开。
3.根据上述权利要求中任一项所述的滚动支承件(1)，其中在所述第一外环(2)的和所述第二外环(3)的间隙(8)之间安置有固定元件(30)，由此能够调节轴承间隙和调节所述第一外环(2)和所述第二外环(3)沿所述转子轴(20)的轴线(A)的方向相互间的位置。
4.根据权利要求3所述的滚动支承件(1)，其中所述固定元件(30)将所述第一外环(2)和所述第二外环(3)形状配合地连接。
5.根据权利要求4所述的滚动支承件(1)，其中所述固定元件(30)成形有凸起(31)。
6.根据权利要求3所述的滚动支承件(1)，其中所述固定元件(30)由板制成。
7.根据权利要求1所述的滚动支承件(1)，其中所述转子轴(20)包括热节流槽(23)。
8.一种用于安装滚动支承件(1)的方法，其特征在于设有下述步骤：
-将具有滚动体(7)的第一保持架(4)安放到在转子轴(20)中构成的第一内部滚道(21)上；
-安装第一外环(2)，使得所述第一保持架(4)的滚动体(7)与所述第一内部滚道(21)和所述第一外环(2)的外部滚道(11)共同作用；
-将第二外环(3)安装在所述转子轴(20)上，其中所述第一外环(2)和所述第二外环(3)部分地轴向地彼此接合；
-将具有滚动体(7)的第二保持架(5)安放到在所述转子轴(20)中构成的第二内部滚道(21)上；并且
-将所述第二外环(3)相对于所述第一外环(2)拉出并且转动，使得所述第一外环(2)的和所述第二外环(3)的爪状结构(6)将所述第一外环和所述第二外环形状配合地彼此连接。
9.根据权利要求8所述的方法，其中将固定元件(30)安置在所述第一外环(2)的和所述第二外环(3)的间隙(8)之间。
10.根据权利要求9所述的方法，其中通过所述固定元件(30)，调节轴承间隙和调节所述第一外环(2)和所述第二外环(3)沿所述转子轴(20)的轴线(A)的方向相互间的位置。
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