CN106164514A - 用于轴承的冷却套筒以及具有冷却套筒的轴承 - Google Patents

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Abstract

用于轴承(12)的冷却套筒以及相应的轴承，其中，冷却套筒(1)具有带中心贯通开口(3)的径向凸缘(2)，在该中心贯通开口中可接收，尤其是借助过盈配合可接收轴承套筒(11)。为了将机械负载保持小，径向向外延伸的缝部(4)从贯通开口(3)出发。

Description

用于轴承的冷却套筒以及具有冷却套筒的轴承
技术领域
本发明涉及根据权利要求1前序部分的用于轴承尤其是径向轴承或轴向轴承的冷却套筒，以及具有相应的冷却套筒的轴承。
背景技术
轴承例如轴向轴承和径向轴承例如用于在壳体上支承轴。在此，未充分地通过轴承套筒导出热量例如会限制永磁体和/或轮箍在电动机转子区域中的使用。此外，热量造成的长度变换会导致轴承装置的不对称和翘曲。
为了导出热量，原则上已知的是使用冷却体。但为了可通过冷却体来充分导出热量导出，冷却体必须例如与轴承套筒处于直接接触中，其中，常用于此的过盈配合造成轴承套筒的机械负载。
由DE 10 2008 017 755 AI例如已知的是用于传动装置的冷却组件，所述传动装置具有冷却体，所述冷却体具有用于穿过轴的贯通孔，其中，冷却肋从冷却体出发在径向方向上延伸。冷却体随轴旋转，其中，用作附加冷却效果的是：通过冷却体或棱的运动而实现空气涡旋。
这种冷却体在位置有限的情况中，尤其在电动机的或例如压缩机的壳体内几乎不能用。此外，需要充分供应新鲜空气。借助冷却液进行附加冷却在此无疑不能实现。
发明内容
本发明的任务在于，提供尤其借助轴承套筒的流体冷却来进行冷却的可能性，所述可能性使得能有效地导出热量，以小的安装空间实现并且将轴承套筒的机械负载保持小。
根据本发明，该任务通过具有权利要求1特征的冷却套筒或通过具有权利要求12特征的轴承来解决。有利的扩展方式可由从属权利要求得知。
用于轴承的冷却套筒具有径向凸缘，该径向凸缘具有位于中心的贯通开口，在该贯通开口中可压入轴承套筒，在所述冷却套筒中根据本发明设置：缝部从中心贯通开口出发趋势性地径向向外延伸。这些缝部在此在其径向外端部上闭合并且向贯通开口敞开。“趋势性地径向向外”在上下文中表示，各个缝部的闭合的外端部在径向上比中心贯通开口更外，缝部从所述中心贯通开口出发。即，这些缝部可构造成直的或弯曲的，其中，这些缝部在优选构型中构造成直的并且垂直于冷却套筒的纵轴线延伸。在此，通过这些缝部降低冷却套筒的刚性，而不会显著地影响从轴承套筒通过冷却套筒向外导出热量。轴承套筒的，尤其通过由于过盈配合产生的收缩造成的，机械负载被减小。但仍可保证冷却套筒和轴承套筒之间的为良好的导出热量所必需的可靠接触。对轴承而言主要适合径向轴承，但用于轴向轴承的应用同样是可能的。在此，所述冷却套筒使得能将热量从轴承套筒向轴承的包围轴承套筒的壳体壁部导出热量，冷却套筒可与所述壳体壁部形成接触。
优选，轴承套筒借助过盈配合保持在贯通开口中。因此保证可靠的保持和良好的热量导出。替代地或附加地，轴承套筒也可例如拧入、钎焊、熔焊或粘接在贯通开口内。
在此特别优选的是，所述缝部在周向方向上均匀地分布。因此也得到均匀的负载、力分布和热传导。
有利地，在所述缝部的径向外端部上分别构造有一个扩宽部，其中，所述扩宽部尤其成型成圆形。即这些缝部在其径向外端部处扩宽。通过这些扩宽部进一步改善冷却套筒的弹性，其中，尤其最小化以下风险：在冷却套筒变形时在材料中出现裂纹。
优选，在冷却套筒的凸缘的外边缘上布置有弹性的/或可弯曲的舌片，这些舌片具有轴向延伸尺度。这些弹性舌片用于贴靠在壳体上，使得可将热量从轴承套筒通过凸缘和舌片导出到壳体上。必要时也可设置例如借助冷却液对舌片进行主动冷却。在此，这些舌片可这样确定尺寸，使得这些舌片在预应力下贴靠到壳体上，从而实现可靠的贴靠并从而实现良好的热量传递。这些舌片在此可均匀地分布在凸缘的整个周边上，但是也可能的是，成组地设置舌片，以便良好地利用可供使用的空间。
这些舌片可这样布置，使得它们具有柱形的包络(Einhüllende)。在此，可通过舌片实现与壳体的径向过盈配合。冷却套筒与舌片和凸缘一起尤其具有基本上呈C形的纵截面。
在优选扩展方案中，所述舌片从凸缘出发至少区段地向外倾斜。由此可相对简单地实现，将舌片在受预应力的情况下导入到轴承的壳体中，其中，可实现舌片面式地贴靠到壳体壁部上。所述倾斜在此改善舌片的可变形性，其中，尽管如此，仍借助热传导实现良好的热量运输。
优选，所述凸缘具有至少部分呈锥形的周边壁部，所述周边壁部朝舌片的方向扩宽。这种锥形构造使冷却套筒易于导入到壳体中。在此尤其可实现预定位并防止舌片过载。
在优选构型中，在锥形周边壁部和舌片之间构造有收缩部。因此，存在足够的空间供舌片运动。也将舌片附接到凸缘上的区域中的舌片材料厚度保持小，使得弹性可相对高。此外，所述收缩部可用作止档，以相对于壳体壁部在轴向上保险冷却套筒。
在另一优选实施方式中，所述冷却套筒具有管形壁部，该管形壁部在轴向上在两侧超出凸缘。冷却套筒在此具有H形的纵截面。凸缘从管形壁部径向向内延伸，其中，凸缘尤其在中心布置成相对于管形壁部的端部具有相同的间距。在此，壁部尤其与凸缘一体地构造。
管形壁部使得可从冷却套筒大面积地导出热量。管形壁部例如可与壳体处于面接触中。
在优选构型中，在所述壁部的外侧面中压制有肋。因此有更大的表面供导出热量使用。也可能的是，通过这些肋例如传导冷却液并从而主动地从冷却套筒导出热量。冷却液尤其可在肋之间被引导，使得冷却液可在冷却套筒和壳体之间流过。这些肋为此尤其在周向方向上环绕地构造。
优选，在壁部的轴向端部上成型有环形槽，用于接收密封件。这些环形槽在此尤其在周向方向上环绕地构造。这些密封件尤其构造为径向密封件或轴向密封件，借助例如构造为径向密封件或轴向密封件的这些密封件可在冷却套筒和壳体之间建立密封封闭，而无需冷却套筒直接贴靠在壁部上。因此，可补偿材料公差和制造公差，其中，冷却套筒的机械负载保持小。在此，尤其构造为O形环的密封件使得能将壳体和冷却套筒机械去耦合。
优选，壁部区域中的材料厚度比凸缘区域中的材料厚度小。因此，所述壁部具有相当小的刚性。从而机械负载和应力传递被保持小。
所述任务通过具有冷却套筒的轴承以下述方式解决，轴承套筒被压入到冷却套筒的贯通开口中。因此冷却套筒可靠地固定在轴承套筒上，其中，例如通过过盈配合保证良好的热量传递。但是，冷却套筒的固定也可借助粘接、钎焊、熔焊或通过螺纹连接进行。冷却套筒在此这样构造，使得其允许在径向上导出热量。为此，冷却套筒具有相应的可导热材料，所述冷却套筒例如构造为板件或铸件。
在此特别优选的是，所述冷却套筒布置在具有减小的或增大的直径的轴承套筒区域上，其中，轴承套筒和冷却套筒在径向上和/或在轴向上可贴靠到壳体壁部上。从而可实现不中断的热流。在此，必要时可引导冷却液在壳体壁部和冷却套筒之间通过，以建立主动的热量导出。但是也可设想，冷却套筒在预应力下贴靠到壳体壁部并从而直接传递热量。
具有相应的冷却套筒的这种轴承的优选应用领域例如在涡轮压缩机领域，所述涡轮压缩机尤其用在可逆的热泵中。在这种涡轮压缩机中，要求支承在轴承套筒中的轴精确地、快速地和功率强地旋转。为此需要尤其从轴承套筒充分导出热量，这可通过根据本发明的冷却套筒实现。
附图说明
在后面根据优选实施例结合附图详细解释本发明。在此示出:
图1以三维图示出第一实施方式的冷却套筒，
图2根据图1的冷却套筒的侧视图，
图3根据图1的冷却套筒的端面图，
图4具有根据图1的冷却套筒的轴承，
图5以三维图示出冷却套筒的第二实施方式，
图6根据图5的冷却套筒的剖视侧视图，
图7根据图5的冷却套筒的端面图，和
图8具有根据图5的冷却套筒的轴承。
具体实施方式
在图1中示出用于构造为径向轴承的轴承的冷却套筒1，该冷却套筒具有径向凸缘2，该径向凸缘设有位于中心的贯通开口3。在该贯通开口中可压入轴承套筒，从而该轴承套筒在贯通开口3区域中面式地贴靠在凸缘2的内表面上。由此可良好地将热量从轴承套筒导出到凸缘2上并从而也可导出到冷却套筒1。
在凸缘2中构造有在周向上均匀地分布的多个缝部4，这些缝部径向向内朝贯通开口3敞开，但径向向外封闭。在此，这些缝部在其径向外端部上具有圆形扩宽部5。
在凸缘2的外边缘6上布置有弹性地可弯曲的舌片7，这些舌片基本上在轴向方向上延伸。在此，舌片7以区域8附接到凸缘2上，该区域径向向外倾斜。由此可能的是，舌片7在受径向预应力的情况下贴靠到壳体上。
在图2中示出根据图1的冷却套筒1的侧视图。可看到，凸缘2具有部分锥形的周边壁部9，该周边壁部朝舌片7方向扩宽。在此在锥形周边壁部9和舌片7之间构造有收缩部10，使得锥形周边壁部9不影响舌片7的弹性。
图3以端面图示出根据图1的冷却套筒1。可看到，舌片7位于假想的柱体壁部上。在此，在该实施例中，舌片7分别被结合成包括四个舌片的组。但是其他的构型同样是可设想的。
图4示出冷却套筒1结合构造为径向轴承的轴承12的轴承套筒11的装入情况。在此，冷却套筒1在具有较小直径的区域13中被压到轴承套筒11上。在周侧或在径向方向上，冷却套筒1通过舌片7贴靠在壳体壁部14上，轴承套筒11也贴靠在壳体壁部14上。因此可通过冷却套筒1将热量从轴承套筒11导出到壳体壁部14上。
在图5中示出冷却套筒1的第二实施方式。与如图1至4所示的第一实施方式的冷却套筒不同，根据图5的冷却套筒并不具有基本上呈C形的纵截面，而是具有呈H形的纵截面。在此，凸缘2居中地布置在管形的壁部15内，其中，该凸缘尤其与壁部15一体地构造。凸缘2在此如在冷却套筒1的第一实施方式中那样设有缝部4。在管形壁部15的外侧中压制有肋16，由此形成通道，冷却液可通过所述通道引导，以将热量主动地从冷却套筒运输走。在入口区域和出口区域中肋可中断或错开，以改善冷却液的分布。
在图6中示出第二实施方式的冷却套筒1的侧视图，例如在图6可看到的是，在所述壁部的轴向端部上分别构造有一个环形槽17、18，所述环形槽用于接收密封件。这种密封件例如是O形环。借助这种密封件可用冷却液加载环形槽17、18之间的具有肋16的区域，其中，通过布置在环形槽17、18中的密封件防止被包围在冷却套筒和壳体壁部之间的冷却液在轴向上流出。在壳体中或壳体壁部中可构造用于冷却液的相应的供应通道或导出通道。
图7示出根据图5的冷却套筒1的端面图。
在图8中示出在装配情况下的冷却套筒1，其中，该冷却套筒被压到轴承套筒11上。在环形槽17、18之间示意性地示出存在有冷却液。箭头19在此表示从轴承套筒11通过冷却套筒1向冷却液和向壳体壁部15的热量输送。
根据本发明的冷却套筒使得能有效地从轴承套筒倒出热量，而不需要大的安装空间。在此，例如借助过盈配合实现冷却套筒可靠地贴靠在轴承套筒上，其中，由于冷却套筒的凸缘的通过缝部实现的弹性而使作用到轴承套筒上的力保持小，从而同样使机械损害保持小。为了将热量从冷却套筒导出到壳体壁部上，冷却套筒或者借助舌片贴靠在壳体壁部上并从而直接导出热量，或者借助冷却液导出热量，其中，在壳体壁部和冷却套筒之间并不建立机械接触。因此，不会由于冷却套筒而将应力导入到轴承中或壳体壁部中。
本发明不局限于所述实施例。例如也可设想，将在图5至8中示出的冷却套筒实施方式做下述变型，使得其具有C形纵截面。同样可设想，在根据图1至4的实施方式中改变舌片的数量。此外，本发明既可借助轴向轴承也可借助径向轴承来应用。

Claims (13)

1.一种用于轴承(12)的冷却套筒，所述冷却套筒具有径向凸缘(2)，所述径向凸缘具有在中心的贯通开口(3)，在该贯通开口中能压入轴承套筒(11)，其特征在于，缝部(4)从所述在中心的贯通开口(3)出发趋势性地径向向外延伸。
2.根据权利要求1的冷却套筒，其特征在于，所述轴承套筒(11)能借助过盈配合被接收在所述贯通开口(3)中。
3.根据权利要求1或2的冷却套筒，其特征在于，在所述缝部(4)的径向外端部上分别构造有一个扩宽部(5)，其中，所述扩宽部(5)尤其成型成圆形。
4.根据前述权利要求之一的冷却套筒，其特征在于，在所述凸缘(2)的外边缘上布置有弹性的和/或可弯曲的舌片(7)，所述舌片具有轴向延伸尺度。
5.根据前述权利要求之一的冷却套筒，其特征在于，所述舌片(7)从所述凸缘(2)出发至少区段地向外倾斜。
6.根据前述权利要求之一的冷却套筒，其特征在于，所述凸缘(2)具有至少部分呈锥形的周边壁部(9)，所述周边壁部朝所述舌片(7)的方向扩宽。
7.根据权利要求6的冷却套筒，其特征在于，在所述呈锥形的周边壁部(9)和所述舌片(7)之间构造有收缩部(10)。
8.根据前述权利要求之一的冷却套筒，其特征在于，所述冷却套筒具有管形壁部(15)，所述管形壁部在轴向上在两侧超过所述凸缘(2)。
9.根据权利要求8的冷却套筒，其特征在于，在所述壁部(15)的外侧面中压制有肋(16)。
10.根据权利要求8或9的冷却套筒，其特征在于，在所述壁部(15)的轴向端部区域中成型有环形槽(17、18)，所述环形槽用于接收密封件。
11.根据权利要求8至10之一的冷却套筒，其特征在于，壁部(15)区域中的材料厚度小于凸缘(2)区域中的材料厚度。
12.一种轴承，其具有根据前述权利要求之一的冷却套筒，其特征在于，轴承套筒(11)插入到所述冷却套筒(1)的贯通开口(3)中。
13.根据权利要求12的轴承，其特征在于，所述冷却套筒(1)布置在所述轴承套筒(11)的具有改变的直径的区域(13)上，其中，所述轴承套筒(11)和所述冷却套筒(1)能贴靠到壳体壁部(14)上。
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