CZ263399A3

CZ263399A3 - Radial bearing

Info

Publication number: CZ263399A3
Application number: CZ19992633A
Authority: CZ
Inventors: Josef Bättig
Original assignee: Asea Brown Boveri Ag
Priority date: 1999-07-26
Filing date: 1999-07-26
Publication date: 2000-02-16

Abstract

Radiální ložisko /3/je určeno pro hřídele /1/ rychloběžných rotorů. Řešení má zajistit výhodné vystředění tlumičů se stlačenýmolejempro rychloběžné rotory s delší životností, s menšími nároky na prostor a s dostatečnou přesností vystředění. Vystřeďovací element /13/ rozděluje prstencovou štěrbinu/12/ do dvou dílčích prstencových štěrbin /14,15/, přičemž ložisková skříň /2/je vytvořena nejméně dvoudílná aprvní ložisková skříňová část /10/ omezuje radiálně navenek první dílčí prstencovou štěrbinu /14/ a druhá ložisková skříňová část /11/ omezuje radiálně navenekdruhou dílčí prstencovou štěrbinu /15/.The radial bearing (3) is designed for shafts / 1 / high speed rotors. The solution is to provide an advantageous centering of the dampers pressurized to high-speed rotors with longer service life, p less space and with sufficient centering accuracy. The centering element (13) divides the annular gap (12) into two partial annular slots (14, 15), bearing bearing the housing (2) is formed at least two-part and first-bearing the housing part (10) radially outwardly defines the first part an annular slot (14) and a second bearing housing portion (11) limiting radially outwardly a second partial annular slit (15).

Description

Radiální ložisko·Radial Bearing ·

Oblast_technikyTechnique

Vynález se týká radiálního ložiska pro hřídele rychloběžných rotorů podle předvýznakové části patentového nároku 1.The invention relates to a radial bearing for high-speed rotor shafts according to the preamble of claim 1.

Dosayadní_stay_technikyCurrent_stay_technics

Na rychloběžné rotory, jako například na hřídele turbokompresorů, působí velké axiální a radiální síly, které musejí být zachycovány příslušně vytvořenými a uspořádanými axiálními, případně radiálními ložisky. Navíc je nutné pro bezporuchový provoz kompenzovat také radiální kmitání rotoru. K tomu účelu jsou u turbostrojů nasazovány tak zvané tlumiče se stlašeným olejem, které zmenšují amplitudu vytvářených kmitů rotoru. Takový tlumič se stlačeným olejem v podstatě sestává z prstencové štěrbiny, která je vytvořena mezi ložiskovým pouzdů rem a mezi ložiskovou skříní, přičemž tato prstencová štěrbina je spojena s přívodem oleje. Protože je ložiskové pouzdro navíc na straně hřídele podepřeno hydrodynamickým mazacím filmem, je často označováno také jako plovoucí pouzdro. U nerotujících plovoucích pouzder vzniká především u těžkých rotorů ten problém,, že plovoucí pouzdro není v provozu vystředěno. Je totiž uloženo mnohem více ve spodní oblasti ukládacího otvoru. To vede jednak ke zhoršení tlumicích podmínek a jednak k opotřebení odpovídajících konstrukčních součástí.High-speed rotors, such as turbo-compressor shafts, are subject to large axial and radial forces, which must be absorbed by appropriately formed and arranged axial or radial bearings. In addition, the radial vibration of the rotor must also be compensated for trouble-free operation. For this purpose, so-called damped oil dampers are used in turbomachines, which reduce the amplitude of the generated rotor oscillations. Such a compressed oil damper essentially consists of an annular gap which is formed between the bearing bushes rem and between the bearing housing, the annular gap being connected to the oil supply. Since the bearing bush is additionally supported on the shaft side by a hydrodynamic lubricating film, it is also often referred to as a floating bush. In the case of non-rotating floating bushes, the problem arises, especially with heavy rotors, that the floating bushing is not centered in operation. In fact, much more is disposed in the lower region of the storage opening. This leads, on the one hand, to deterioration of the damping conditions and, on the other hand, to the wear of the corresponding components.

Pro odstranění těchto nedostatků je známá řada možností pro vystředění tlumiče se stlačeným olejem, jak je to například uvedeno v Článku Application of Squeeze Film Dampers »^Γ· autora F.Y. Zeidan v časopise Turbomachinery International, září/říjen 1995, str. 51, obr. 2 - 4. Je zde popsáno vystřed$n£ O-kroužku v axiální oblasti tlumiče se stlačeným olejem, vystředění prostřednictvím boční pružinové tyčové klece a prostřednictvím radiálně a místně na obvodu uspořádaných listových pružin. Další vystředění tlumičů se stlačeným olejem prostřednictvím radiálně vně uspořádaných ohybových tyčí je známé z článku Linear Force Coefficients for Squeeze-Film Dampers, autor A.Z. Seri a kol., v časopise Transactions of the ASME, str. 326, svazek 105, červenec 1983.To overcome these shortcomings is known a number of options for centering dampers with pressurized oil, for example as stated in Article Application of Squeeze Film Dampers ^»Γ · author FY Zeidan magazine Turbomachinery International, September / October 1995, p. 51, Fig. 2 Described herein is the centering of the O-ring in the axial region of the compressed oil damper, centering by means of a side spring bar cage and by radially and locally arranged leaf springs. A further centering of the compressed oil dampers by radially outward bending bars is known from the article Linear Force Coefficients for Squeeze-Film Dampers by AZ Seri et al. In Transactions of the ASME, p. 326, volume 105, July 1983.

Nevýhoda u vystředění 0-kroužkem spočívá v tom, že má nelineární charakteristiku pružení a neuspokojivé chování po dlouhou dobu, zatímco u pružné tyčové klece je třeba velmi mnoho konstrukčního prostoru. Na rozdíl od toho potřebují ohybové tyče radiálně velmi mnoho prostoru, na podkladě mnoha jednotlivých částí způsobují vysoké náklady a mají také neuspokojivou přesnost z hlediska koncentrace. Řešení listových pružin, které také vyžaduje velmi mnoho místa, lze vyrábět jen způsobem erodování drátu. Navíc vzniká v tomto případě nebezpečí deformace ložiskového pouzdra na straně hřídele.The disadvantage of the O-ring centering is that it has a non-linear spring characteristic and unsatisfactory behavior over a long period of time, while a large amount of construction space is required for a flexible bar cage. In contrast, the bending bars radially require a lot of space, because of the many individual parts they cause high costs and also have unsatisfactory concentration accuracy. Leaf spring solutions, which also require a lot of space, can only be produced by wire eroding. In addition, there is a risk of deformation of the bearing housing on the shaft side.

Opotřebení prosté vystřečíovací elementy pro odstřédivé stroje se svisle uspořádaným hřídelem jsou již dlouho známé, viz například US 3,950,964, avšak nebyly až dosud použity pro vystřelování tlumičů se stlačeným olejem a u turbokompresorů a u jejich rychloběžných rotorů.Wear-free squirt elements for centrifugal machines with vertically arranged shafts have long been known, see for example US 3,950,964, but have not been used so far for firing compressed oil dampers and turbo compressors and their high-speed rotors.

Vynález se snaží všechny tyto nedostatky odstranit. Jeho úkolem je vytvořit jednoduché a ekonomicky výhodné vystředění φφ φφφφThe invention seeks to overcome all these drawbacks. Its task is to create a simple and cost-effective centering φφ φφφφ

- 3 Φ · 4 » Φ Φ > Φ Φ • Φ Φ 4 tlumičů se stlačeným olejem pro rychloběžné rotory, a to se zdokonalenou životností, nepatrnými nároky na prostor a dostatečnou přesností vystředění.- 3 Φ · 4 Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ 4 compressed oil dampers for high-speed rotors with improved service life, low space requirements and sufficient centering accuracy.

Podle vynálezu se toho dosahuje tím, že u zařízení podle předvýznakové části patentového nároku 1 rozděluje vystřeňovací element prstencovou štěrbinu do dvou samostatných dílčích prstencových štěrbin. Ložisková skříň je přitom vytvořena nejméně dvoudílná. První ložisková skříňová část přitom, omezuje radiálně navenek první dílčí prstencovou štěrbinu a druhá ložisková skříňová část omezuje radiálně navenek druhou dílčí prstencovou štěrbinu.According to the invention, this is achieved in that in the device according to the preamble of claim 1, the centering element divides the annular gap into two separate partial annular slots. The bearing housing is at least two-piece. In this case, the first bearing box portion limits the first partial annular slot radially outwardly and the second bearing box portion limits the second partial annular slot radially outwardly.

Na podkladě rozdělení až dosud známého tlumiče se stlačeným olejem do dvou dílčích prstencových štěrbin jsou nyní k dispozici po axiální délce ložiskového pouzdra, případně radiálního ložiska dva oddělené tlumiče se stlačeným olejem, jejichž vystředění lze značně zdokonalit prostřednictvím, mezi nimi uspořádaného vystřeňovacího elementu. Tím dochází ke zvýšení tlumicích vlastností, to znamená ke zdokonalené kompenzaci radiálních kmitů rotoru a také ke zmenšení otěru sousedních konstrukčních součástí.Due to the separation of the known compressed oil damper into two partial annular slots, two separate compressed oil dampers are now available along the axial length of the bearing bush or radial bearing, the centering of which can be greatly improved by means of a centering element arranged between them. This increases the damping properties, i.e., improves the compensation of the radial oscillations of the rotor, and also reduces the abrasion of adjacent components.

zvláště výhodná jeta skutečnost, když je vystřeňovací element uspořádán nejméně přibližně uprostřed mezi oběma dílčími prstencovými štěrbinami. Tím se zabrání sklopení ložiskového pouzdra při působení! radiálního zatížení.,a particularly advantageous fact is that the centering element is arranged at least approximately midway between the two partial annular slots. This prevents the bearing sleeve from tilting under action! radial load.,

Navíc je účelné opatřit v radiálním směru jednodílně vytvořený vystřeňovací element lineární pružinovou charakteristikou, což umožní realizovat otěru prostý vystřeňovací element s definovanou lineární pružinovou tuhostí. Jako zvláš- 4 999 9In addition, it is expedient to provide a linear spring characteristic in the radial direction of the one-piece alignment element, which makes it possible to realize an abrasion-free alignment element with a defined linear spring stiffness. As especially 4 999 9

9 9 9 9 99

9 9 9 99

9999 9 99999 8 9

9 9 9 9 9 99 9 9 9 9

9 9 9 9 99

9999 99 99 99900 99 99 9

9 99 tě vhodný se osvědčil vystředovací element, který sestává z vnějšího kroužku, z vnitřního kroužku a z více ohebných tyčí. Přitom má každá ohebná tyč jeden s vnějším kroužkem a jeden s vnitřním kroužkem pevně sp®jený tyčový konec a v radiálním směru je prostřednictvím vždy jedné obvodové štěrbiny oddělena od vnějšího kroužku, případně oa vnitřního kroužku. Takový prstencový vystřečtovací element potřebuje, jak v axiálním směru, tak i v radiálním směru relativně málo konstrukčního prostoru a může být vyroben erozí z drátu z jednoho obrobku nebo způsobem jemného odlévání.The centering element, which consists of an outer ring, an inner ring and a plurality of flexible rods, has proved to be suitable. In this case, each flexible rod has a male end and a male end which is rigidly connected to the inner ring and is separated from the outer ring or the inner ring by one circumferential slot in each case in the radial direction. Such an annular protrusion element needs relatively little structural space in both the axial and radial directions and can be made by erosion from a single workpiece wire or by a fine casting method.

Při provozu rychloběžného turbokompresoru, opatřeného radiálním ložiskem podle vynálezu, zůstává ložisková skříň a vnější kroužek vystředovacího elementu v jejich předem stanovené poloze. Na rozdíl od toho se může ohebná tyč nebo ohebné tyče a s nimi vnitřní kroužek relativně volně pohybovat v rámci mezí předem stanovených materiálem vystředovacího elementu, čímž se může ložiskové pouzdro a tím také hřídel turbokompresoru libovolně posouvat v ložiskové skříni jak v axiálním, tak také v radiálním směru v předem stanovených mezích.In operation of the high-speed turbocharger provided with the radial bearing according to the invention, the bearing housing and the outer ring of the centering element remain in their predetermined position. In contrast, the flexible rod or flexible rods and the inner ring can move relatively freely within the limits of the predetermined centering element material, whereby the bearing bush and hence the turbocharger shaft can be freely moved in the bearing housing both axially and radially direction within predetermined limits.

Tak se dosáhne automatického vystředění tlumiče se stlačeným ‘ olejem a tím i hřídele, což umožňuje plynulé přizpůsobování na vytvářené provozní podmínky.This ensures that the shock absorber is automatically centered with the compressed a oil and hence the shaft, which allows continuous adjustment to the operating conditions to be created.

Dále je výhodné, když jsou tyčové konce ohebných tyčí ve směru s nimi spojeného vnějšího kroužku nebo vnitřního kroužku vytvořeny kontinuálně zesíleně. Tak je možné zmenšit pnutí na koncích tyčí, to znamená zářezové působení a ohybové pnutí.It is further preferred that the rod ends of the flexible rods are formed in a continuously reinforced manner in the direction of the outer ring or inner ring connected thereto. Thus, it is possible to reduce the stresses at the ends of the bars, i.e. the notch action and the bending stress.

Alternativně k vystředovacímu elementu opatřenému ohebnými tyčemi může být také použit vystředovací element opatřený »· ····As an alternative to the centering element provided with flexible bars, a centering element provided with a »· ····

- 5 9 9 9 9 9- 5 9 9 9 9 9

999 9 9 9 • 9 9 9 9-9 9999 9 9 9 9 9 9 9-9 9

9 · 9 9 99 · 9 9 9

9999 ·· ·· 99999 ·· ·· 9

9 9 9 • · · · ·· 99 kloubovým; kroužkem. Přitom je jak mezi kloubovým kroužkem a mezi vnějším kroužkem, tak také mezi kloubovým kroužkem a mezi vnitřním kroužkem vytvořena vždy jedna obvodová drážka. Kloubový kroužek je přitom, spojen s vnějším kroužkem, případně s vnitřním kroužkem prostřednictvím dvou vnitřních a dvou vnějších, odpovídající obvodovou drážku přerušujících žeber. Prostřednictvím tohoto řešení lze v principu dosáhnout podobného výhodného účinku jako při použití vystřeSovacího elementu opatřeného ohebnými tyčemi. Pro toto uspořádání je však třeba poněkud více radiálního konstrukčního prostoru.9 9 9 99 articulated; ring. In this case, one circumferential groove is provided between the hinge ring and the outer ring as well as between the hinge ring and the inner ring. In this case, the articulated ring is connected to the outer ring or the inner ring by means of two inner and two outer, corresponding circumferential grooves of the interrupting ribs. With this solution, a similar advantageous effect can be achieved in principle as with the use of a centering element provided with flexible rods. However, somewhat more radial structural space is required for this arrangement.

Vystřeňovací element může být také vytvořen jako samostatná konstrukční součást nebo jako součást ložiskové skříně nebo ložiskového pouzdra. Při rozhodování pro jednu z těchto variant je nutné zvážit výrobní náklady a požadovanou přesnost.The ejection element may also be formed as a separate component or as part of a bearing housing or bearing housing. When deciding on one of these options, it is necessary to consider production costs and the required accuracy.

Zvláště účelné je, když jsou obě dílčí prstencové štěrbiny navenek utěsněny, takže tlumič se stlačeným olejem má relativně malou spotřebu oleje. Přirozeně je tlumicí funkce zabezpečena také bez těsnicích elementů.It is particularly advantageous if the two partial annular slots are sealed externally, so that the compressed oil damper has a relatively low oil consumption. Naturally, the damping function is also ensured without sealing elements.

?ÍÉ!}i2á_obrázků_na_yýkresech? Ã!!} I2á_pictures_in_drafts

Ve spojení s výkresovou částí je popsáno více příkladů provedení vynálezu na podkladě radiálního ložiska pro hřídel turbokompresoru na výfukové plyny.In conjunction with the drawing, several exemplary embodiments of the invention are described on the basis of a radial bearing for an exhaust gas turbocharger shaft.

Na obr. 1 je schematicky znázorněn dílčí podélný řez v oblasti radiálního ložiska. Na obr. 2 je znázorněn řez skrz ložiskovou skříň v rovině podle čáry II - II na obr. 1.FIG. 1 shows a partial longitudinal section in the radial bearing region. Fig. 2 is a cross-sectional view through the bearing housing in a plane along line II-II in Fig. 1.

- 6 Na obr. 3 je znázorněno vyobrazení podle obr. 1, avšak druhého příkladu provedení.Fig. 3 is a view of Fig. 1 but of a second embodiment.

Na obr. 4 je znázorněno: vyobrazení podle obr. 1, avšak třetího příkladu provedení.Fig. 4 shows: Fig. 1, but a third embodiment.

Na obr. 5 je znázorněno vyobrazení podle obr. 1, avšak čtvrtého příkladu provedení.Fig. 5 shows a view according to Fig. 1, but a fourth embodiment.

Na obr. 6 je znázorněno vyobrazení podle obr. 2, avšak dalšího příkladu provedení.Fig. 6 shows a view according to Fig. 2, but a further embodiment.

Pro porozumění vynálezu jsou znázorněny jen podstatné elementy. Není znázorněn kompresor a turbína turbodmychadla na výfukové plyny. Směr proudění pracovního prostředí je označen šipkami.Only essential elements are shown for understanding the invention. Exhaust compressor and turbocharger turbine are not shown. The direction of flow of the working environment is indicated by arrows.

?Ěí!£i5áy_proyedení_yynálezuThe invention is realized

Turbodmychadlo na výfukové plyny sestává v podstatě z rotoru s kompresorovým kolem, turbínovým kolem a společným hřídelem 1, jakož i z kompresorové skříně, turbínové skříně a ze vždy jedné ložiskové skříně 2, upravené na kompresorové straně, případně na turbínové straně. Uložení hřídele 1 má jak na kompresorové straně, tak také na turbínové straně vždy jedno radiální ložisko 3, která sestávají hlavně ze vždy jednoho ložiskového pouzdra 4, z jednoho jím procházejícího napájecího otvoru 5, z ložiskového vybrání θ a z ložiskové štěrbinyThe exhaust gas turbocharger consists essentially of a rotor with a compressor wheel, a turbine wheel and a common shaft 1, as well as a compressor housing, a turbine housing and one bearing housing 2 each arranged on the compressor side or the turbine side. The shaft bearings 1 each have a radial bearing 3 on the compressor side as well as on the turbine side, which consists mainly of one bearing bush 4, one supply hole 5 passing through it, a bearing recess θ and a bearing slot

7. Radiální ložiska 3, jsou spojena vždy s jedním přívodním otvorem 8 pro mazací olej který je uspořádán v ložiskové skříni 2Ϊ. Na obr. 1 je znázorněn dílčí podélný řez radiálního ložiska 3., uspořádaného v oblasti kompresorové strany turbo- 7 9 9 9'9 9 9 999· 9 9 *9 • 99 ·· 9 99997. The radial bearings 3 are each connected to one lubricating oil inlet 8 which is arranged in the bearing housing 2Ϊ. Fig. 1 shows a partial longitudinal section of a radial bearing 3 arranged in the region of the compressor side of the turbo 7 9 9 9'9 9 9 999 · 9 9 * 9 • 99 ··· 9 9999

9999 9 9 9 9 99 9 · 9 9 » « 9 999 9999999 9 9 9 9 99 9 · 9 9 »« 9 999 999

9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 dmýchadla na výfukové plyny.9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 Exhaust blowers.

Ložisková skříň 2_ sestává z první ložiskové skříňové části 10, ve které je uložen přívodní otvor 8, a ze druhé ložiskové skříňové části 11, která je vytvořena ve tvaru víka.The bearing housing 2 consists of a first bearing housing part 10 in which the inlet opening 8 is received and a second bearing housing part 11 which is formed in the form of a lid.

Duezi ložiskovou skříní 2. a mezi ložiskovým pouzdrem 4 je uspořádána prstencová štěrbina 12, vytvořená jako tlumič se stlačeným. olejem. Prstencová štěrbina 12 je ve své axiální oblasti rozdělena prostřednictvím zhruba uprostřed uspořádaného vystřeSovacího elementu 13 do dvou dílčích prstencových štěrbin 14, 15, přičemž první ložisková skříňová část 10 omezuje radiálně navenek první dílčí prstencovou štěrbinu 14 a druhá ložisková skříňová část 11 ve tvaru víka omezuje radiálně navenek druhou dílčí prstencovou štěrbinu 15. V první ložiskové skříňové části 10 je uspořádán otvor 16 se závitem a ve druhé ložiskové skříňové části 11 ve tvaru víka je uspořádán s ním korespondující otvor 17, přičemž je v nich uložen odpovídající spojovací šroub 18 pro uvolnitelnou druhou ložiskovou skříňovou část 11 ve tvaru víka.An annular gap 12 is formed between the bearing housing 2 and between the bearing housing 4 and is designed as a shock absorber with compressed force. oil. The annular gap 12 is divided in its axial region by means of an approximately centering element 13 into two partial annular slots 14, 15, the first bearing box portion 10 radially outwardly extending the first partial annular slot 14 and the second bearing box portion 11 restricting radially externally a second partial annular gap 15. A threaded bore 16 is provided in the first bearing housing portion 10 and a corresponding bore 17 is provided in the second bearing housing portion 11, receiving a corresponding connecting screw 18 for a releasable second bearing a lid-shaped housing part 11.

U prvního příkladu provedení sestává vystřeSovací element 13 z vnějšího kroužku 19, z vnitřního kroužku 20 a ze tří ohebných tyčí 21, přičemž každá z ohebných tyčí 21 má s vnějším kroužkem 19 a s vnitřním kroužkem 20 pevně spojený tyčový konec 22, 23 a v radiálním směru je oddělena od vnějšího kroužku 19, případně vnitřního kroužku 20 prostřednictvím obvodové štěrbiny 24, jak je to patrno z obr. 2. Ohebné tyče 21 mají po své celé délce rovnoměrnou tyčovou tloušíku. Přirozeně mohou také být tyčové konce 22, 23 ohebných tyčí 21 ve směru k s nimi spojenému vnějšímu kroužku 19 nebo vnitřního kroužku 20 vytvořeny s výhodou kontinuálně zesíleně, což není znázorněno.In the first exemplary embodiment, the centering element 13 comprises an outer ring 19, an inner ring 20 and three flexible rods 21, each of the flexible rods 21 having a fixed end 22, 23 and a radial direction fixed to the outer ring 19 and the inner ring 20. is separated from the outer ring 19 or inner ring 20 by a circumferential slot 24 as shown in FIG. 2. The flexible rods 21 have a uniform rod thickness over their entire length. Naturally, the rod ends 22, 23 of the flexible rods 21 in the direction of the outer ring 19 or inner ring 20 connected thereto may also be preferably continuously reinforced (not shown).

- 8 • ta • 4 · • ·♦· • · · ta * · • · ·· tata • ta ta^ta· • « ta • · · • ta ·« • · »- 8 • ta • 4 · • * · ta * ta t t t ata ata ata ata ata ata ata ata ata ata

-> · · tata » tata · • · » · • 9 · ta ta ta · • ta • · ··-> · ata »ata ata ata ata ata ata ata ta 9 9 ta 9 9 ta 9

Výrobu vystřeňovacího elementu 13 lze uskutečnit prostřednictvím erodování drátu z jednoho obrobku. Při příslušně velké příčce obvodové štěrbiny 24 lze realizovat vystřečiovací element 13 s výhodou také' jako jemný odlitek. Přirozeně je možné u určitých variant provedení uspořádat vystřeáovací element 13 také mimo střed prstencové štěrbiny 12, takže obě dílčí prstencové štěrbiny 14, 15 mají různou axiální délku. Je také možné použít jiný počet ohebných tyčí 21. Také je možné uspořádat více vedle sebe axiálně upravených vystřeáovacích elementů 13 nebo použít vystřečiovací element 13 axiálně rozdělený, což není znázorněno.The centering element 13 can be produced by eroding the wire from one workpiece. If the circumferential slot 24 is appropriately large, the ejection element 13 can also be realized preferably also as a fine casting. Naturally, in certain embodiments, the ejection element 13 can also be arranged outside the center of the annular slot 12, so that the two partial annular slots 14, 15 have different axial lengths. It is also possible to use a different number of flexible rods 21. It is also possible to arrange a plurality of axially extending ejection elements 13 adjacent to one another or to use an ejection element 13 axially distributed, which is not shown.

Jak je to patrno z obr. 1, je vystřečiovací element 13 vytvořen jako samostatná konstrukční součást. Přitom je ložiskové pouzdro 4 z montážních důvodů opatřeno třemi různými vnějšími průměry, čímž se vytvoří definovaná úložná oblast 26 pro vystřečiovací element 13, která je opatřena dorazem 25.As can be seen from FIG. 1, the ejector element 13 is formed as a separate component. In this case, the bearing housing 4 is provided with three different outer diameters for assembly purposes, thereby forming a defined receiving area 26 for the ejection element 13, which is provided with a stop 25.

Před montáží ložiskového pouzdra 4 je prstencový vystřečiovací element 13 zatlačen až k dorazu 25 na upravenou úložnou oblast 26, čímž se vytvoří silově pevné spojení. Potom je vystřečiovací element 13 a tím také ložiskové pouzdro 4 zatlačeno do první ložiskové skříňové Části 10 a nakonec je upevněna druhá ložisková skříňová část 11 ve tvaru víka. Je samozřejmé, že ložiskové pouzdro 4 může být také. opatřeno jednotným vnějším průměrem, přičemž v takovém případě je možné látkově pevné spojení a upevnění vystřeáovacího elementu 13.Before mounting the bearing sleeve 4, the annular ejection element 13 is pushed up to the stop 25 on the modified receiving area 26, thereby establishing a force-tight connection. Then, the ejection element 13 and thus the bearing bush 4 is pushed into the first bearing box part 10 and finally the second bearing box part 11 is fixed in the form of a lid. Of course, the bearing bush 4 may also be. provided with a uniform outer diameter, in which case it is possible to fabric-tightly connect and fasten the ejection element 13.

Při provozu turbodmýchadla na výfukové plyny je hřídel 1 a radiální ložiska 3, ve kterých je uložen, zatížen axiálními a radiálními silami, které jsou různé podle konkrétních provozních situací» Navíc se vytvářej! střídavá radiální rotorová kmitáni, která jsou kompenzována prstencovou štěrbi• fl flfl flfl ···* • flfl flfl · fl··· flflfl • · · · · flfl fl ·· A A · flflflfl ·· ·· ·In the operation of the exhaust gas turbocharger, the shaft 1 and the radial bearings 3 in which it is supported are loaded with axial and radial forces, which vary according to the specific operating situation »In addition, create! alternating radial rotor vibrations that are compensated by annular slots • fl flf fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fl fll fl

- 9 • fl flfl · • · · • flfl flflfl • · »» flfl nou 12 v podobě tlumiče se stlačeným olejem. Přitom přejímá vystřečíovací element 13, který má lineární pružinovou charakteristiku a v radiálním směru je vytvořen jednodílný, vystředění ložiskového pouzdra 4. a tím také prstencové štěrbiny 12 v podobě tlumiče se stlačeným olejem. Tak lze zabránit kontaktu ložiskového pouzdra 4 jak s první ložiskovou skříňovou částí 10, tak také' s druhou ložiskovou skříňovou částí 11 ve tvaru víka. Přitom je pro funkci vystřečlovacího elementu 13 zvláště významná ta skutečnost, že mezi ložiskovým pouzdrem- 9 • flflflflflflflflf 12 with a compressed oil damper. In this case, the ejection element 13, which has a linear spring characteristic and in the radial direction a single-piece centering of the bearing bush 4 and thus also the annular slots 12 in the form of a compressed oil damper, is provided. Thus, contact of the bearing bush 4 with both the first bearing housing part 10 and the second bearing housing part 11 in the form of a lid can be prevented. The fact that between the bearing bush is particularly important for the function of the ejection element 13 is particularly important

4. a mezi vnitřním kroužkem 20 vystřeáovacího elementu 13 nedochází k žádnému relativnímu pohybu. Vytvářené síly jsou do značné míry zachycovány ohebnými tyčemi 21, které se ve stanovených mezích mohou volně pohybovat jak v axiálním směru, tak také v radiálním, směru. Navzdory pevně upravené ložiskové skříni 2 a vnějšímu kroužku 19 vystřečlovacího elementu 13 se tak mohou hřídel 1, ložiskové pouzdro 4 a vnitřní kroužek vystřečlovacího elementu 13 přizpůsobit, to znamená libovolně posouvat v souladu s konkrétním provozním; stavem turbodmýchadla na výfukové plyny. V důsledku centrálního uspořádání vystřeňovacího elementu 13 v prstencové štěrbině 12 lze zabránit sklopení ložiskového pouzdra 4 působením radiálního· zatížení.4 and there is no relative movement between the inner ring 20 of the ejection element 13. The forces that are generated are largely absorbed by the flexible rods 21, which can move freely both in the axial direction and in the radial direction within specified limits. Thus, despite the fixed housing 2 and the outer ring 19 of the ejection element 13, the shaft 1, the bearing bush 4 and the inner ring of the ejection element 13 can thus be adapted, i.e. freely displaced in accordance with the particular operating; the state of the exhaust gas turbocharger. Due to the central arrangement of the centering element 13 in the annular slot 12, it is possible to prevent the bearing sleeve 4 from tilting under the action of a radial load.

Napájení prstencové štěrbiny 12 v podobě tlumiče se stlačeným olejem, to je první dílčí prstencové Štěrbiny 14 a druhé dílčí prstencové štěrbiny 19 mazacím olejem 9. se uskutečňuje prostřednictvím přívodního otvoru 8, který je spojen s heznázorněným zásobníkem oleje. K tomu účelu vyúsíuje přívodní otvor 8 radiálně dovnitř do prstencové drážky 27, která má otvor 28 k axiální drážce 29 vystřečlovacího elementu 13. Vždy jedna taková axiální drážka 29 je uspořádána v oblasti vnitřního? tyčového konce 23 ohebných tyčí 21 ve vnitřnímThe supply of the annular slot 12 in the form of a pressurized oil damper, i.e., the first annular slot 14 and the second annular slot 19 with lubricating oil 9, is effected via an inlet opening 8 which is connected to a nicely illustrated oil reservoir. For this purpose, the inlet opening 8 projects radially inwardly into an annular groove 27 having an opening 28 to the axial groove 29 of the ejection element 13. Each such axial groove 29 is arranged in the region of the inner? the rod end 23 of the flexible rods 21 in the inner

- 10 ·· • 0 0 kroužku 20. Y souladu s tím prochází mazací olej 9 přes axiální drážky 29 do prstencové štěrbiny 12 v podobě tlumiče se stla&iým olejem. Nakonec jsou axiální drážky 29 spojeny taká s ložiskovou štěrbinou 7 prostřednictvím, skrz ložiskové pouzdro 4 procházejících napájecích otvorů 5. a ložiskového vybráníAccordingly, the lubricating oil 9 passes through the axial grooves 29 into the annular gap 12 in the form of a compressed oil damper. Finally, the axial grooves 29 are also connected to the bearing slot 7 by means of a bearing sleeve 4 passing through the feed holes 5 and the bearing recess

6., takže současně slouží pro napájení radiálního ložiska 3 mazacím olejem.6, so that it simultaneously serves to supply the radial bearing 3 with lubricating oil.

U druhého příkladu provedení je vystřečtovací element 13 integrován do druhé ložiskové skříňové části 11 ve tvaru víka, jak je to znázorněno na obr. 3. Při stejné funkci jako u prvního příkladu provedení se prostřednictvím tohoto řešení redukuje počet použitých konstrukčních součástí a navíc se zjednoduší montáž. Přirozeně může vystřečtovací element 13 také být součástí první ložiskové skříňové části 10 nebo ložiskového pouzdra 4, což není znázorněno. V takovém případě se provádí montáž společně s odpovídající konstrukční částí.In the second exemplary embodiment, the protrusion element 13 is integrated into the second bearing housing portion 11 in the form of a lid, as shown in FIG. 3. With the same function as in the first exemplary embodiment, this solution reduces the number of components used and further simplifies assembly . Naturally, the protrusion element 13 may also be part of the first bearing box portion 10 or the bearing housing 4, which is not shown. In this case, the assembly is carried out together with the corresponding component.

Podle třetího příkladu provedení přečnívají jak první ložisková skříňová část 10, tak také druhá ložisková skříňová část 11 ve tvaru víka přes ložiskové pouzdro 4 v axiálním směru a vytvářejí tak po obou stranách vždy lícované přesná skříňová ramena 30, 31 vzhledem k odpovídajícím ramenům 32, 33 ložiskového pouzdra 4, jak je to znázorněno na obr. 4. Tím jsou obě dílčí prstencové štěrbiny 14, 15 navenek utěsněny, takže prstencová štěrbina 12 v podobě tlumiče se stlačeným olejem neztrácí trvale mazací olej 9 do oblastí hřídele 1, které jsou vně radiálního ložiska 3,· Prostřednictvím tohoto uspořádání lze při zachování funkčního principu vystřeňovacího elementu 13 stabilizovat funkci prstencové štěrbiny 12 v podobě tlumiče se stlačeným olejem a je tak možné také snížit množství oleje použité pro tlumicí účely.According to a third exemplary embodiment, both the first bearing box portion 10 and the second bearing box portion 11 protrude over the bearing housing 4 in the axial direction and thus form on each side a precise box housing 30, 31 with respect to the corresponding arms 32, 33. 4. As a result, the two partial annular slots 14, 15 are sealed externally, so that the annular slot 12 in the form of a pressurized oil damper does not permanently lose the lubricating oil 9 to the shaft regions 1 outside the radial bearing. By means of this arrangement, the function of the annular element 13 in the form of a compressed oil damper can be stabilized while maintaining the operating principle of the centering element 13, and thus the amount of oil used for damping purposes can also be reduced.

- 11 U čtvrtého příkladu provedení, je jak v první dílčí prstencové štěrbině 14, tak i ve druhé dílčí prstencové štěrbině 15 uspořádáa vždy jeden prstencový těsnicí element 34, 35, jak je to patrna z obr. 5. Oba těsnicí elementy 34, 35 mají v podstatě stejnou funkci jako skříňová ramena 30, 31 u předcházejícího příkladu provedení.In the fourth exemplary embodiment, one annular sealing element 34, 35 is provided in both the first partial annular slot 14 and the second partial annular slot 15, as shown in FIG. 5. Both sealing elements 34, 35 have substantially the same function as the box arms 30, 31 in the preceding embodiment.

U dalšího příkladu provedení sestává vystřeSovací element 13 z vnějšího kroužku 36, vnitřního kroužku 37 a z kloubového kroužku 38. Jak mezi kloubovým, kroužkem 38 a vnějším kroužkem 36, tak také mezi kloubovým, kroužkem 38 a vnitřním kroužkem 37 je vytvořena vždy jedna obvodová drážka 39, 40. Kloubový kroužek 38 je spojen prostřednictvím dvou vnitřních a dvou vnějších žeber 41, 42, která přerušují odpovídající obvodovou drážku 40, 39, s vnitřním kroužkem 37, případně s vnějším kroužkem 36., jak je to patrno z obr. 6* Toto alternativní řešení působí v podstatě shodně jako řešení podle prvního příkladu provedení a lze jej využít především v těch případech, ve kterých je potřebná vyšší axiální tuhost vystřeSovacího elementu 13.In a further embodiment, the centering element 13 consists of an outer ring 36, an inner ring 37 and an articulated ring 38. A circumferential groove 39 is formed between the articulated ring 38 and the outer ring 36 and between the articulated ring 38 and the inner ring 37. 40. The articulated ring 38 is connected via two inner and two outer ribs 41, 42, which interrupt the corresponding circumferential groove 40, 39, to the inner ring 37 or the outer ring 36, as shown in FIG. 6. the alternative solution acts substantially the same as the solution according to the first embodiment and can be used in particular in those cases where a higher axial stiffness of the centering element 13 is required.

Claims

PATENT CLAIMS

A radial bearing for high-speed rotor shafts with a compressed oil damper, which consists of an annular gap connected to the oil supply and formed between the bearing bush and the radial bearing housing and having a centering element arranged in the axial area of the compressed oil damper. The centering element (13) divides the annular gap (12) into two partial annular slots (14, 15), the bearing housing (2) being formed in at least two parts and the first bearing housing part (10) radially outwardly extending the first partial annular gap (12). 14) and the second bearing box portion (11) limits radially outwardly the second partial annular gap (15).

2., Radial bearing? according to claim 1, characterized in that the centering element (13) is arranged at least approximately midway between the two partial annular slots (14, 15).

Radial bearing according to claim 1 or 2, characterized in that the centering element (13) has a linear spring characteristic and is formed in one piece in the radial direction.

Radial bearing according to claim 3, characterized in that the centering element (13) consists of an outer ring (19), an inner ring (20) and a plurality of flexible rods (21), each flexible rod (21) having one outer ring / 19 / and one with inner ring / 20 /

- 444 4 4 · 4 4 4 4 the rigidly connected rod end (22, 23) is separated from the outer ring (19) by one circumferential slot (24) in each case in the radial direction. or from the inner ring (20).

Radial bearing according to claim 4, characterized in that the rod ends (22, 23) of the flexible rods (21) are formed in a continuously reinforced manner in the direction of the outer ring (19) or the inner ring (20) connected thereto.

Radial bearing according to claim 3, characterized in that the centering element (13) consists of an outer ring (36), an inner ring (37) and a hinge ring (38), both between the hinge ring (38) and the outer ring (38). a circumferential groove (39, 40) is also formed between the hinge ring (38) and the inner ring (37), and the hinge ring (38) is connected to the outer ring (36) or the inner ring (36). a ring (37) by means of two inner and two outer, corresponding peripheral grooves (39, 40) of the interrupting ribs (41, 42).

Radial bearing according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the centering element (13) is designed as a separate component or as part of the first bearing housing part (10), the second bearing housing part (11) or the bearing housing. 4 /.

Radial bearing according to one of Claims 1 to 7, characterized in that both the first bearing box part (10) and the second bearing box part (11) have a corresponding first partial annular gap (14) and a second partial annular gap. / 15 / adjacent

- 14 • 9 9 9 9 9 9 9 9

9 9 9 9 99 9 • 9 9 9 9 9 · 999 999 box arm (30, 31) and each of the two box arms (30, 31) fits snugly against the corresponding arm® (32, 33) of the bearing bush (4) .

Radial bearing according to one of Claims 1 to 7, characterized in that a sealing element (34, 35) is provided in both the first partial annular gap (14) and the second partial annular gap (15).