DE102005031940B3 - Lageranordnung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung, insbesondere für einen Abgasturbolader, mit mindestens einem feststehenden Lagerkörper und einer gegenüber dem oder jedem feststehenden Lagerkörper beweglich gelagerten Welle, wobei zumindest einer der feststehenden Lagerkörper (10) eine Ausnehmung (11) zur Lagerung der Welle aufweist, wobei sich radial außen an die Ausnehmung (11) des jeweiligen feststehenden Lagerkörpers (10) ein Ringkanal (12) zur Schmiermittelführung anschließt. Erfindungsgemäß verfügt der feststehende Lagerkörper (10) der Lageranordnung, welcher den Ringkanal (12) zur Schmiermittelführung aufweist, über eine tangential zum Ringkanal (12) verlaufende Zuführbohrung (14) mit einer in dieselbe integrierten Düse (16), um dem Ringkanal (12) Schmiermittel mit Drall zuzuführen, und über eine sich radial außen an den Ringkanal (12) anschließende Abführbohrung (18), um aus dem Schmiermittel auszentrifugierte Schmutzpartikel aus dem Ringkanal (12) abzuführen.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
• Sowohl bei als Axiallager ausgebildeten Lageranordnungen als auch bei als Radiallager ausgebildeten Lageranordnungen wird den Lageranordnungen als Schmiermittel üblicherweise Öl zugeführt, wobei in dem Schmiermittel Schmutzpartikel enthalten sein können. Die Schmutzpartikel können die Lageranordnung beschädigen, im Extremfall sogar zerstören. Es besteht daher ein Bedarf an Lageranordnungen, bei welchen Schmutzpartikel effektiv aus dem Schmiermittel entfernt werden können, um so eine Beschädigung der Lageranordnung durch die Schmutzpartikel zu vermeiden. Bislang sind jedoch keine Lösungen bekannt, die sowohl bei Axiallagern als auch bei Radiallagern ein effektives Entfernen von Schmutzpartikeln aus dem Schmiermittel ermöglichen, und zwar bevor das Schmiermittel in den Bereich des eigentlichen Lagers gelangt.
• Zum Beispiel zeigt die DE 7017018 U eine Lageranordnung eines Abgasturboladers mit einem feststehenden Lagerkörper und einer gegenüber dem Lagerkörper beweglich gelagerten Welle, wobei der feststehende Lagerkörper eine Ausnehmung zur Lagerung der Welle aufweist, wobei sich radial außen an die Ausnehmung des feststehenden Lagerkörpers ein Ringkanal zur Schmiermittelführung anschließt.
• Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zugrunde, eine neuartige Lageranordnung zu schaffen.
• Dieses Problem wird durch eine Lageranordnung gemäß Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß verfügt der feststehende Lagerkörper der Lageranordnung, welcher den Ringkanal zur Schmiermittelführung aufweist, über eine tangential zum Ringkanal verlaufende Zuführbohrung mit einer in dieselbe integrierten Düse, um dem Ringkanal Schmiermittel mit Drall zuzuführen, und über eine sich radial außen an den Ringkanal anschließende Abführbohrung, um aus dem Schmiermittel auszentrifugierte Schmutzpartikel aus dem Ringkanal abzuführen.
• Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, an den Ringkanal des feststehenden Lagerkörpers in tangentialer Richtung des Ringkanals eine Zuführbohrung für Schmiermittel heranzuführen, wobei in die Zuführbohrung eine Düse integriert ist. Auf diese Art und Weise wird das Schmiermittel mit einer Drallkomponente in den Ringkanal eingeführt, wodurch bereits bei feststehender Welle ein Auszentrifugieren von Schmutzpartikeln aus dem Schmiermittel ermöglicht wird. Zur Abführung der auszentrifugierten Schmutzpartikel aus dem Ringkanal schließt sich radial außen an den Ringkanal eine Abführbohrung an. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Lageranordnung ermöglicht sowohl bei Axiallagern als auch bei Radiallagern ein effektives Auszentrifugieren und damit Entfernen von Schmutzpartikeln aus dem Ringkanal, bevor ein Eintritt der Schmutzpartikel in das eigentliche Lager möglich ist. Lagerbeschädigungen können so effektiv vermieden werden.
• Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
• 1: einen feststehenden Lagerkörper einer erfindungsgemäßen Lageranordnung; und
• 2: einen Querschnitt durch den feststehenden Lagerkörper der 1 entlang der Schnittlinie II-II.
• Nachfolgend wird die hier vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf 1 und 2 im größeren Detail beschrieben.
• 1 und 2 zeigen einen feststehenden Lagerkörper 10 einer erfindungsgemäßen Lageranordnung, die vorzugsweise als sogenanntes Schublager bzw. Axiallager für einen Abgasturbolader ausgebildet ist. Der Lagerkörper 10 verfügt über eine mittige Ausnehmung 11 zur Lagerung einer gegenüber dem feststehenden Lagerkörper 10 beweglichen Welle, wobei sich radial außen an die Ausnehmung 11 ein Ringkanal 12 anschließt. Der Ringkanal 12 dient der Führung von Schmiermittel, welches der Schmierung der Lageranordnung dient. Über den Ringkanal 12 und einen Ringspalt, der zwischen einer radial innenliegenden Wand 13 der Ausnehmung 11 und der nicht-dargestellten Welle ausgebildet ist, ist das Schmiermittel dem eigentlichen Lager zuführbar.
• Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung ist in den feststehenden Lagerkörper 10 der erfindungsgemäßen Lageranordnung eine sich tangential zum Ringkanal 12 erstreckende Zuführbohrung 14 integriert. Die Zuführbohrung dient der Zuführung von Schmiermittel in den Ringkanal 12 und verbindet den Ringkanal 12 mit einer Tasche 15, die radial außen in den feststehenden Lagerkörper 10 integriert ist. In die Zuführbohrung 14 ist eine Düse 16 integriert, um das Schmiermittel letztendlich in den Ringkanal 12 einzuleiten. Durch die tangentiale Ausrichtung der Zuführbohrung 14 sowie der in die Zuführbohrung 14 integrierten Düse 16 relativ zum Ringkanal 12 wird das Schmiermittel in tangentialer Richtung in den Ringkanal 12 eingeführt, wobei hierdurch eine Drallströmung des Schmiermittels im Ringkanal 12 etabliert wird. Bedingt durch die Drallströmung werden im Schmiermittel enthaltene Schmutzpartikel auszentrifugiert und kommen an einer radial außen liegenden Wand 17 des Ringkanals 12 zur Anlage. An den Ringkanal 12 schließt sich radial außen eine Abführbohrung 18 an, um die aus dem Schmiermittel auszentrifugierten Schmutzpartikel aus dem Ringkanal 12 abzuführen.
• Wie bereits erwähnt, verläuft die Zuführbohrung 14 tangential zum Ringkanal 12, wobei die Zuführbohrung 14 gemäß 1 zur Radialrichtung des feststehenden Lagerkörpers 10 schräg gestellt ist. Durch die tangentiale Ausrichtung der Zuführbohrung 14 relativ zum Ringkanal 12 wird die bereits erwähnte Drallströmung des Schmiermittels im Ringkanal 12 selbst bei feststehender Welle bewirkt. In dem Fall, in welchem die Welle rotiert, sind eine durch die Rotation der Welle induzierte Drallströmung sowie die durch die tangentiale Ausrichtung der Zuführbohrung 14 zum Ringkanal 12 induzierte Drallströmung gleichgerichtet, so dass dieselben sich überlagern und verstärken und demnach nicht einander entgegenwirken. Die tangentiale Ausrichtung der Zuführbohrung 14 relativ zum Ringkanal 12 ist demnach derart ausgestaltet, dass die durch den tangentialen Verlauf der Zuführbohrung induzierte Drallströmung des Schmiermittels im Ringkanal 12 bei Drehung der Welle verstärkt wird.
• Die Abführbohrung 18 schließt sich radial außen an den Ringkanal 12 an und verbindet denselben mit einem Ölablauf. Gemäß 2 ist die Abführbohrung 18 gegenüber der Axialrichtung des feststehenden Lagerkörpers 10 schräggestellt. Die Abführbohrung 18 kann ebenso wie die Zuführbohrung 14 tangential zum Ringkanal 12 verlaufen.
• Die Abführbohrung 18 verfügt über eine Querschnittsfläche, die groß genug ist, um auch relativ große Schmutzpartikel aus dem Ringkanal 12 abzuführen. Die Querschnittsfläche der Abführbohrung 18 ist jedoch klein genug, um einen durch die Abführbohrung 18 verursachten Druckverlust des Schmiermittels so gering wie möglich zu halten. Hierzu ist die Querschnittsfläche der Abführbohrung 18 um ein Vielfaches kleiner als der Ringspalt, der durch die radial innenliegende Wand 13 der Ausnehmung 11 und die in der Ausnehmung 11 gelagerte, nicht-dargestellte Welle begrenzt wird.
• Mit der erfindungsgemäßen Lageranordnung, die sowohl als Axiallager als auch als Radiallager ausgeführt sein kann, ist ein effektives Auszentrifugieren und damit Ausschleusen von Schmutzpartikeln aus dem Schmiermittel zur Schmierung der Lageranordnung möglich, und zwar bevor das Schmiermittel in den Bereich des eigentlichen Lagers gelangt. Hierdurch werden Beschädigungen des Lagers vermieden, wodurch sich die Lebensdauer desselben erhöht.

10

Lagerkörper

11

Ausnehmung

12

Ringkanal

13

Wand

14

Zuführbohrung

15

Tasche

16

Düse

17

Wand

18

Abführbohrung

Claims (9)

1. Lageranordnung, insbesondere für einen Abgasturbolader, mit mindestens einem feststehenden Lagerkörper und einer gegenüber dem oder jedem feststehenden Lagerkörper beweglich gelagerten Welle, wobei zumindest einer der feststehenden Lagerkörper (10) eine Ausnehmung (11) zur Lagerung der Welle aufweist, wobei sich radial außen an die Ausnehmung (11) des jeweiligen feststehenden Lagerkörpers (10) ein Ringkanal (12) zur Schmiermittelführung anschließt, gekennzeichnet durch a) eine tangential zum Ringkanal (12) verlaufende Zuführbohrung (14) mit einer in dieselbe integrierten Düse (16), um dem Ringkanal (12) Schmiermittel zuzuführen, b) eine sich radial außen an den Ringkanal (12) anschließende Abführbohrung (18), um aus dem Schmiermittel auszentrifugierte Schmutzpartikel aus dem Ringkanal (12) abzuführen.
2. Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Querschnittsfläche der Abführbohrung (18) groß genug ist, um auch relativ große Schmutzpartikel aus dem Ringkanal (12) abzuführen, jedoch klein genug ist, um einen Druckverlust des Schmiermittels zu minimieren.
3. Lageranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine radial innenliegende Wand (13) der Ausnehmung (11) zur Lagerung der Welle und die Welle eine Ringspalt begrenzen, über welchen einem Lager Schmiermittel zuführbar ist, wobei eine Querschnittsfläche des Ringspalt um ein Vielfaches größer ist als eine Querschnittsfläche der Abführbohrung (18).
4. Lageranordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abführbohrung (18) tangential zum Ringkanal (12) verläuft.
5. Lageranordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abführbohrung (18) in Axialrichtung des feststehenden Lagerkörper (10) schräggestellt ist.
6. Lageranordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abführbohrung (18) den Ringkanal (12) mit einem Ölablauf verbindet.
7. Lageranordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführbohrung (14) den Ringkanal (12) mit einer radial außen in den feststehenden Lagerkörper (10) integrierten Tasche (15) verbindet.
8. Lageranordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass dieselbe als Axiallager bzw. Schublager ausgeführt ist.
9. Lageranordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass dieselbe als Radiallager ausgeführt ist.