CN110131302A - 止推轴承 - Google Patents

Abstract

本发明关于一种止推轴承(1)，尤其是用于废气涡轮增压器(2)，具有大致盘形构造以及用于轴的居中布置的通道开口(3)。在此对本发明必要的是扇形的油腔(4)，其朝向所述通道开口(3)开口，并且沿两个周向(5)观看过渡到直接与后者相邻的托盘表面部(6)中。

Description

止推轴承

技术领域

根据权利要求1的前序部分，本发明关于一种尤其是用于废气涡轮增压器的止推轴承(axial bearing)，其具有大致盘形构造以及用于轴的居中布置的通道开口。本发明还关于具有这样的止推轴承的废气涡轮增压器。

背景技术

来自DE19641673B4的一种普遍类型的、用于轴与固定连接至轴承外壳的轴承本体的安装的止推轴承为已知的现有技术；另外，该止推轴承具有与轴一起旋转的轴承梳，连同在轴承本体与轴承梳之间设计的至少一个润滑间隙，所述润滑间隙由轮廓环形表面和平滑动表面形成并且连接至润滑油供给。

来自EP3091242A1的用于具有润滑沟槽的滑动轴承的圆筒状轴承本体为已知的现有技术，其中用于润滑油在滑动袋上的分配的至少一个润滑袋以套管的形式设置在内滑动表面上。在此，润滑剂供给通道通向每个润滑袋，所述通道穿过轴承本体并且设计为以便将润滑剂供给至润滑袋。另外，至少一个润滑沟槽与每个润滑袋相关联；其形成在滑动表面中并且从滑动表面的边缘延伸至相关的润滑袋。通过该方式，意在在耐磨方面创建更好的滑动轴承。

来自EP1644647B1的普遍类型的止推轴承也为已知的现有技术。

通常，已知的现有技术的止推轴承，尤其是用于废气涡轮增压器的止推轴承具有较复杂的部件几何结构，并且因此由于例如公差为微米级而造价昂贵。由于前述的油腔以及与其邻接的过渡到相关托盘表面或止动表面中的楔形表面，现有技术的止推轴承至今也只能够用于一个旋转方向，这意味着总是存在不正确的安装以及相关的损坏的危险。出于该原因，该类型的止推轴承需要预定所需的较高的后勤和检查成本。

发明内容

因此本发明的目的关于针对普遍类型的止推轴承提出改进的，或者至少替代的，克服了从现有技术已知的缺陷的实施方式的问题。

根据本发明，该问题由独立权利要求1的主题解决。有益的实施例为从属权利要求的主题。

本发明基于如下的主要构思：第一次地，止推轴承实际上应当设计有油腔而没有之前使用的楔形表面。之前总是设置的楔形表面的消除意味着本发明的止推轴承不仅能够更容易地并且因此更成本有效地制造，而且意味着当安装止推轴承时不存在对加强的检查工作的需要，因为后者能够被独立于旋转的方向而使用；在之前的具有楔形表面的止推轴承的情况下这是不可能的并且导致损坏。本发明的止推轴承具有盘形构造以及用于轴的居中布置的通道开口。在纯理论方面，本发明的止推轴承还能够被设计为结合的止推/向心轴承，其中在该情况下其具有圆筒状构造。根据本发明，现在设置有至少一个扇形(圆段状，circular segmental)的油腔，其朝向通道开口开口，并且其在沿两个周向观看时过渡到直接相邻的、尤其是扇形的托盘表面部中。第一次地，之前设置在油腔与托盘表面之间的楔形表面不再存在。产生的能够成本有效地制造的轴承几何结构因此能够独立于旋转方向而使用，并且产生能够支承由于系统的平面反转盘的倾斜运动而产生的液压负荷的油膜。产生增强的液压所需的楔形表面因此由平面反转盘的倾斜运动液压地调节。由于存在于径向轴承(或向心轴承)中的径向间隙以及转子的残留的不平衡，这总是对称地发生。

在本发明的止推轴承的有益的进一步的发展中，设置有至少两个，优选三个或更多的扇形油腔，其沿两个周向观看过渡到两个，优选三个或更多布置在后者之间的托盘表面部中。至少两个油腔和布置在它们之间的至少两个托盘表面部沿周向能够创建旋转地、对称地均匀的流体静力学压力，并且能够因此实现增强的运行流畅性。

10μm与1000μm之间的至少一个油腔的最大轴向深度t是有利的。所述深度t优选地在20μm与150μm之间。由于油腔的深度t的较大的范围，尤其是能够容忍甚至更大的公差而没有任何负面的支承效果。

在本发明的技术方案的另一个有益的实施例中，至少一个油腔具有直的径向边缘和弯曲的外边缘，或者连续地倒圆角的(rounded-off)外边缘。具有直的径向边缘的替代例使得较简单的并且因此也成本有效的制造成为可能，而具有倒圆角的外边缘的变型提供了以下优点：

-油腔外部的较少的变形以及因此的过渡区域(密封功能)中的更好的平坦性/平行度，

-更简单的成形模具(否则拐角/边缘磨损)。

具有大约0.3mm的深度t的非常深的油腔将能够尤其是成本有效的，因为这样的油腔于是能够被直接插入到空白中，并且成形的加工步骤能够被完全省略。另外，由于成形，将没有后续的变形，由此存在更好的平坦性/平行度。

在本发明技术方案的另一个有益的实施例中，至少一个油腔具有闸底，所述闸底沿径向倾斜，其中深度t沿径向向内增加。这使得从油腔到周围的托盘表面上沿径向向外起支承作用的油中的压力的建立成为可能，其中托盘表面围绕托盘表面部以及径向外侧的相应的油腔。在此，油腔与位于油腔径向外侧的托盘表面之间的过渡处经由边缘或经由倒圆角的过渡处而产生，其中倒圆角的过渡处尤其是使得从油腔到托盘表面上的改进的供油成为可能。

在本发明技术方案的另一个有益的实施例中，至少一个油腔覆盖圆周角α，并且至少一个托盘表面部覆盖圆周角β，其中适用如下：0.5β<α<2.0β，或者甚至，尤其是α＝β。圆周角α和β的尺寸使得油腔和托盘表面部的尺寸，以及因此的止推轴承的支承性能能够被单独地调节为具体需要。

在本发明技术方案的另一个有益的实施例中，设置有至少一个油入口，其开口到托盘表面、油腔中，或者开口到通道开口中。尤其是在开口到通道开口或油腔中的至少一个油入口的情况下，通过本发明的止推轴承能够实现均匀的润滑以及因此的轴的特别良好的安装，因为运送到通道开口或油腔中的油被从倾斜的平面反转盘经由油腔沿径向向外运送到托盘表面上。不言而喻，也能够想到托盘表面的区域中的另外的油入口。

本发明还基于如下的主要构思：通过至少一个这样的止推轴承安装废气涡轮增压器的轴，其中根据本发明的废气涡轮增压器除了轴不但具有止推轴承还具有至少稍微倾斜的反转盘，所述反转盘由于其倾斜运动而形成产生流体动力学油压所需的楔形表面。由于能够简单且便宜地制造的止推轴承，所以该类型的废气涡轮增压器还能够被更简单并且因此更成本有效地制造。

本发明的进一步重要的特征和益处从从属权利要求、附图以及通过附图的辅助的相关附图描述显现。

应当理解的是，在没有脱离本发明的范围的情况下，上述的特征以及留待在下文中进一步说明的特征不仅能够用在各个提出的结合中，而且还能够用在其他结合中或者单独地使用。

附图说明

本发明的实施例的优选示例示出在附图中，并且在下面的描述中更加详细地说明，其中相同的附图标记指的是相同或相似或功能上等同的部件。

在此，以示意性的形式：

图1示出了根据本发明的止推轴承的视图，

图2示出了来自图1的在油腔的区域中的细节，

图3示出了来自图2的在油腔与相邻的托盘表面之间的过渡区域中的细节，

图4示出了如图3中的描绘，只是具有不同地构造的油腔。

具体实施方式

如图1至图4所示，能够用于例如支撑废气涡轮增压器2的轴的本发明的止推轴承1具有大致盘形构造连同用于轴的居中布置的通道开口3。在纯理论方面，本发明的止推轴承1还能够被设计为结合的止推/向心轴承1，其中在该情况下其具有圆筒状构造。根据本发明，现在设置有至少一个扇形的油腔4，在图1和图4中，在每种情况下设置有三个这样的油腔4，其被设计为以便朝向通道开口3开口，并且沿两个周向5观看过渡到直接邻接所述腔的托盘表面部6中。根据图1和图4中的本发明的止推轴承1的实施例，设置有三个油腔4，因为三个托盘表面部6沿周向5布置在它们之间。托盘表面部6沿周向5在各个油腔4之间延伸，并且沿径向向外延伸到托盘表面6’中，凭此能够获得较大的支承或止动表面，其承担了实际的支承工作。

相比于从现有技术已知的止推轴承，本发明的止推轴承1不再具有任何楔形表面，使得油腔4沿周向5总是直接过渡到周围的托盘表面部6中，这提供了本发明的止推轴承1能够独立于旋转方向而使用的大优点。在本发明的止推轴承1中，需要产生液压油压力的楔形表面由平的反转盘(未示出)实现，所述平的反转盘由于废气涡轮增压器2的运行期间的倾斜运动而创建相应的楔形表面。

仔细观看图2和图3，示出了至少一个油腔4的最大轴向深度t为10μm与1000μm之间，优选甚至在20μm与150μm之间的更窄的范围中。各个油腔4的深度t的该较大的可能的范围因此还使得简化本发明的止推轴承1的制造的较大的公差成为可能，并且因此使得能够更加成本有效。

还能够从图2和图3看出至少一个油腔4具有沿径向倾斜的闸底7，其中深度t沿径向向内增加。这使得润滑油能够仅由于在运行期间产生的离心力而向外运送，其中在该情况下，闸底7也代表了楔形表面的类型，这相比于至今从现有技术已知的止推轴承，没有沿周向上升，而是沿径向上升。

再次观看图1，能够看出至少一个油腔4覆盖圆周角α，并且至少一个托盘表面部6覆盖圆周角β，其中通常假设0.5β<α<2.0β。在此特别优选的是，圆周角α和β为相同的尺寸，使得油腔4和托盘表面部6交替地沿周向5延伸相同的距离。

如果进一步考虑图2和图4，能够看出设置有至少一个油入口8，所述油入口8如图2和图4所示，开口到通道开口3中，并且还如图4所示，开口到托盘表面6’中。具体地，供油通道8开口到通道开口3中使得布置在通道开口3中的轴之间的润滑膜成为可能，所述润滑膜随后经由油腔4沿径向向外运送到托盘表面6’上。

在此，油膜由反转盘运送，所述反转盘由于其倾斜运动而形成运送油所需的楔形表面。由于反转盘的倾斜运动而由反转盘产生的楔形表面与托盘表面部6和止推轴承1的托盘表面6’相互作用，并且产生影响支承作用的油膜。

观看图1至图3中的油腔4，能够看出所示出的实施例具有直的径向边缘9以及沿周向5弯曲的外边缘10。根据图4所示的止推轴承1，油腔4具有连续的倒圆角的外边缘10’。这能够沿径向引导到径向部9’中的通道开口3中。在此，径向边缘9、外边缘10和/或外边缘10’能够以有角度的方式或倒圆角的方式合并到对应的托盘表面6’中，这另外改进了油膜的产生。

具有直的径向边缘9的替代例使得较简单并且因此也成本有效的制造成为可能，同时具有倒圆角的外边缘10的变型提供了油腔4外部的较少的变形，以及因此的过渡区域中的更好的平坦性/平行度(密封功能)，以及更简单的成形模具。

具有大约0.3mm的深度t的非常深的油腔4将能够是特别优选的，因为它们将会是成本有效的，因为这样的油腔4能够被直接引入到空白中并且完全省略了成形的加工步骤。另外，将不会存在由于成形而产生的后续的变形，并且将会存在更好的平坦性/平行度。

在本发明的止推轴承1的情况下，这能够更加容易并且因此更加成本有效地制造，并且还具有能够独立于旋转方向地安装的优点。具体地，这消除了在组装期间之前所需的检查需要。

Claims (11)

1.一种止推轴承(1)，尤其是用于废气涡轮增压器(2)，具有大致盘形构造以及用于轴的居中布置的通道开口(3)，

其特征在于，

至少一个扇形的油腔(4)，其朝向所述通道开口(3)开口，并且沿两个周向(5)观看过渡到直接与后者相邻的托盘表面部(6)中。

2.根据权利要求1所述的止推轴承，

其特征在于，

设置有至少两个，优选三个扇形的油腔(4)，其沿两个周向(5)观看过渡到布置在它们之间的两个，优选三个托盘表面部(6)中。

3.根据权利要求1或2所述的止推轴承，

其特征在于，

-至少一个油腔(4)的最大深度t为：10μm<t<1000μm，或者

-至少一个油腔(4)的最大深度t为大约300μm。

4.根据权利要求3所述的止推轴承，

其特征在于，

至少一个油腔(4)的最大深度t为：20μm<t<150μm。

5.根据权利要求1至4中的一项所述的止推轴承，

其特征在于，

至少一个油腔(4)具有直的径向边缘(9)以及弯曲的外边缘(10)，或者连续地倒圆角的外边缘(10’)。

6.根据权利要求1至5中的一项所述的止推轴承，

其特征在于，

至少一个油腔(4)具有闸底(7)，所述闸底沿径向倾斜，其中深度t沿径向向内增加。

7.根据权利要求1至6中的一项所述的止推轴承，

其特征在于，

至少一个油腔(4)覆盖圆周角α，并且至少一个托盘表面部(6)覆盖圆周角β，其中

适用0.5β<α<2.0β。

8.根据权利要求1至7中的一项所述的止推轴承，

其特征在于，

至少一个油腔(4)覆盖圆周角α，并且至少一个托盘表面部(6)覆盖圆周角β，其中

适用α＝β。

9.根据权利要求1至8中的一项所述的止推轴承，

其特征在于，

设置有至少一个油入口(8)，所述油入口开口到至少一个托盘表面(6’)中，开口到油腔(4)中，或者开口到通道开口(3)中。

10.根据权利要求9所述的止推轴承，

其特征在于，

所述托盘表面(6’)沿径向向外围绕所述油腔(4)和所述托盘表面部(6)。

11.一种废气涡轮增压器(2)，其具有轴，至少一个具有根据权利要求1至10中的一项的特征的止推轴承(1)，并且具有平面反转盘，所述平面反转盘在运行中由于倾斜运动而连同所述止推轴承(1)产生轴向承载油膜。