DE102008054080A1 - Cylindrical hydrodynamic sliding bearing producing method for exhaust gas turbocharger of vehicle, involves inserting structure in surface by electro-chemical process, where structure is rotational symmetric with respect to axis of bearing - Google Patents

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Abstract

The method involves inserting a circular structure in a bearing surface by an electro-chemical process. The bearing surface is designed as a shell surface of a cylindrical hydrodynamic sliding bearing (1), where the circular structure is rotational symmetric with respect to a longitudinal axis of the cylindrical hydrodynamic sliding bearing. A paddle structure is inserted as the rotational symmetric structure, and additional circular structures are inserted into the shell surface of the sliding bearing parallel to the rotational symmetric structure.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines hydrodynamischen Gleitlagers, bei dem in zumindest eine Lagerfläche eine Struktur mittels eines elektrochemischen Verfahrens eingebracht wird.The The invention relates to a method for producing a hydrodynamic Plain bearing, in which in at least one storage area a Structure is introduced by means of an electrochemical process.

Aus der DE 102 37 324 B4 ist ein Verfahren zur Herstellung eines hydrodynamischen Gleitlagers bekannt. Dabei wird wenigstens in eine der Lagerflächen eine Rillenstruktur mittels eines elektrochemischen Verfahrens mittels einer Elektrode eingebracht. Die Lagerfläche ist eine plane Lagerfläche und die Elektrode eine plane Elektrode. Bei dem elektrochemischen Verfahren wird in einem Arbeitsgang in die gesamte Lagerfläche mittels der Elektrode die Rillenstruktur eingebracht.From the DE 102 37 324 B4 a method for producing a hydrodynamic sliding bearing is known. In this case, a groove structure is introduced by means of an electrochemical method by means of an electrode at least in one of the bearing surfaces. The bearing surface is a flat bearing surface and the electrode is a planar electrode. In the electrochemical method, the groove structure is introduced in one operation in the entire bearing surface by means of the electrode.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Strukturierung eines hydrodynamischen Gleitlagers anzugeben.Of the Invention is based on the object, an improved method to specify the structuring of a hydrodynamic plain bearing.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.The The object is achieved by the claim 1 specified characteristics solved.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.advantageous Embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines hydrodynamischen Gleitlagers wird in zumindest eine Lagerfläche mittels eines elektrochemischen Verfahrens eine Struktur eingebracht. Erfindungsgemäß ist die Lagerfläche eine Mantelfläche eines zylinderförmigen Gleitlagers, insbesondere aus einem metallischen Werkstoff, wobei in diese Mantelfläche eine umlaufende, in Bezug auf eine Längsachse des zylinderförmigen Gleitlagers rotationssymmetrische Struktur eingebracht wird. Diese rotationssymmetrische Struktur wird mittels des elektrochemischen Verfahrens eingebracht.at the process according to the invention for the preparation a hydrodynamic sliding bearing is in at least one bearing surface introduced a structure by means of an electrochemical process. According to the invention the bearing surface is a lateral surface of a cylindrical Plain bearing, in particular of a metallic material, wherein in this lateral surface a circumferential, with respect to a longitudinal axis of the cylindrical plain bearing rotationally symmetrical Structure is introduced. This rotationally symmetric structure is introduced by means of the electrochemical process.

Ein hydrodynamisches Gleitlager, hergestellt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, wird beispielsweise in einem Abgasturbolader eingesetzt, wo es zur Lagerung und axialen Führung einer Welle, auf welcher eine Turbine und ein Verdichter des Abgasturboladers angebracht sind, dient. Zur Trennung der Gleitflächen und zur Reduzierung von Verschleiß befindet sich zwischen den Reibpartnern Welle und Lager ein Schmierfilm, insbesondere ein Ölfilm. Eine besondere Form des hydrodynamischen Gleitlagers, beispielsweise für einen Abgasturbolader, ist das so genannte full-floating-Gleitlager. Dort ist das hydrodynamische Gleitlager, hier kurz Gleitlager genannt, nicht wie üblich in einem äußeren Lagersitz eingepresst, sondern schwimmend in einem Ölbad gelagert. Es weist demnach nicht nur einen Ölfilm zwischen Gleitlager und Welle auf, sondern auch einen äußeren Ölfilm auf einer äußeren Fläche des Gleitlagers. Dieser äußere Ölfilm dient einer Dämpfung von Vibrationen, die bei hohen Umdrehungszahlen des Abgasturboladers von beispielsweise 270000 U/min entstehen.One hydrodynamic sliding bearing, produced according to the invention Method, is used for example in an exhaust gas turbocharger, where there is to support and axial guidance of a shaft, up which mounted a turbine and a compressor of the exhaust gas turbocharger are, serve. For separating the sliding surfaces and reducing them Wear is between the friction partners Shaft and bearing a lubricating film, especially an oil film. A special form of hydrodynamic plain bearing, for example for a turbocharger, is the so-called full-floating plain bearings. There is the hydrodynamic plain bearing, here called sliding bearings, not as usual in an outer bearing seat Pressed, but floating in an oil bath stored. It therefore not only has an oil film between plain bearings and wave on, but also an outer oil film on an outer surface of the sliding bearing. This outer oil film serves for damping of vibrations that occur at high revs of the exhaust gas turbocharger arise, for example, 270000 U / min.

Bei einer Beschleunigung der Welle in einem Betrieb des Abgasturboladers wird das Gleitlager auf Grund der Reibung zwischen Gleitlager und Welle ebenfalls beschleunigt und in eine Rotation versetzt. Bei dieser Beschleunigung des Gleitlagers wird ein Teil einer Bewegungsenergie der Welle verbraucht, was zu einer Beeinträchtigung eines Beschleunigungsverhaltens des Abgasturboladers führt.at an acceleration of the shaft in an operation of the exhaust gas turbocharger is the plain bearing due to the friction between bearings and Wave also accelerated and put into rotation. at This acceleration of the plain bearing becomes part of a kinetic energy the wave consumes, causing an impairment of a Acceleration behavior of the exhaust gas turbocharger leads.

Ein Betrag der Bewegungsenergie der Welle, welcher zur Beschleunigung des Gleitlagers verbraucht wird, hängt direkt von einer Relativgeschwindigkeit zwischen dem Gleitlager und der Welle ab. Je größer diese Relativgeschwindigkeit ist, desto mehr Bewegungsenergie geht der Welle verloren. Um diesen Verlust zu reduzieren kann man das Gleitlager selbst beschleunigen, indem es zum Beispiel mittels eines zur Längsachse des Gleitlagers seitlich versetzten Anströmens der Mantelfläche des Gleitlagers durch einen Ölstrom in Rotation versetzt wird. Um diesem Ölstrom eine größere Angriffsfläche zu bieten sieht die Erfindung eine rotationssymmetrische Struktur in der Mantelfläche vor. Diese rotationssymmetrische Struktur wird in einer bevorzugten Ausgestaltungsform als eine Schaufelradstruktur in die Mantelfläche eingebracht. So kann der Ölstrom in vorteilhafter Weise das Gleitlager, wie ein Wassermühlrad, in Rotation versetzen.One Amount of kinetic energy of the wave, which for acceleration of the plain bearing is directly dependent on one Relative speed between the sliding bearing and the shaft from. The larger this relative speed is, the more more kinetic energy is lost to the wave. To this loss To reduce the slide bearing itself can be accelerated by for example, by means of a to the longitudinal axis of the sliding bearing laterally offset flow on the lateral surface of the plain bearing set in rotation by an oil flow becomes. To this oil flow a larger To offer attack surface, the invention provides a rotationally symmetric structure in the lateral surface. This rotationally symmetric structure is in a preferred embodiment as a paddle wheel structure introduced into the lateral surface. So can the oil flow Advantageously, the sliding bearing, such as a water wheel, set in rotation.

Mit dieser Ausgestaltungsform kann vorzugsweise nicht nur das Beschleunigungsverhalten des Abgasturboladers verbessert, sondern auch das so genannte Turboloch verringert werden. Von einem Turboloch eines Motors des Fahrzeugs spricht man, wenn bei niedriger Motordrehzahl auf Grund geringen Abgasausstoßes nur eine geringe Aufladung des Motors durch den Abgasturbolader stattfindet.With this embodiment may preferably not only the acceleration behavior of the Exhaust gas turbocharger improves, but also the so-called turbo lag be reduced. From a turbo lag of an engine of the vehicle one speaks, if at low engine speed due to low exhaust emissions only a slight charge of the engine through the turbocharger takes place.

Die rotationssymmetrische Struktur wird in einer Weiterbildung der Erfindung mit einer vorgebbaren Breite in die Mantelfläche des zylinderförmigen Gleitlagers eingebracht. Die Breite der rotationssymmetrischen Struktur muss mindestens so groß gewählt werden, dass das Gleitlager mittels des zugeführten Ölstroms in Rotation versetzbar ist. Dabei muss eine Reibung hervorgerufen durch den das Gleitlager umgebenden inneren und äußeren Ölfilm überwunden werden. Andererseits sollte die rotationssymmetrische Struktur eine maximale Breite nicht überschreiten, da sonst die rotationssymmetrische Struktur die Rotation des Gleitlagers durch Reibung mit dem äußeren Ölfilm bremst.The rotationally symmetric structure is in a further development of the invention with a predetermined width in the lateral surface of the cylindrical plain bearing brought in. The width of the rotationally symmetric structure must be be chosen at least so large that the plain bearing be set in rotation by means of the supplied oil flow is. In this case, a friction caused by the sliding bearing overcome surrounding inner and outer oil film become. On the other hand, the rotationally symmetric structure should have a do not exceed maximum width, otherwise the rotationally symmetric structure the rotation of the sliding bearing by friction with the outer oil film slows.

Eine Breite bzw. ein Durchmesser des zugeführten Ölstroms kann auf die Breite der rotationssymmetrischen Struktur abgestimmt werden.A width or a diameter of the supplied oil flow can be adjusted to the width of the Rotations balanced symmetrical structure.

Weiterhin wird die rotationssymmetrische Struktur mittig in Bezug auf eine Längsachse des Gleitlagers in die Mantelfläche eingebracht. Dabei kann der zugeführte Ölstrom das Gleitlager gleichmäßig in Bezug auf die Längsachse beschleunigen, wobei das Gleitlager gleichmäßig belastet wird und keine Unwucht erzeugt wird.Farther the rotationally symmetric structure becomes centered in relation to a Longitudinal axis of the plain bearing in the lateral surface brought in. In this case, the supplied oil flow the slide bearing evenly with respect to the longitudinal axis accelerate, the slide bearing evenly is loaded and no imbalance is generated.

Die Erfindung sieht weiterhin vor, dass weitere umlaufende Strukturen in die Mantelfläche des Gleitlagers parallel zu der rotationssymmetrischen Struktur eingebracht werden. Beispielsweise können Ölzu- und/oder Ölabflussnuten eingebracht werden, welche zu einer Versorgung der Welle, innerhalb des Lagers, mit Schmieröl dienen. Werden diese Strukturen gleichzeitig mit der rotationssymmetrischen Struktur eingebracht, verkürzt sich vorteilhafter Weise ein Herstellungsprozess des Lagers.The The invention further provides that further peripheral structures in the lateral surface of the sliding bearing parallel to the rotationally symmetric structure be introduced. For example, oil and / or Ölabflussnuten be introduced which to a Supply the shaft, inside the bearing, with lubricating oil serve. Become these structures simultaneously with the rotationally symmetric structure introduced, advantageously shortening a manufacturing process of the camp.

Die rotationssymmetrische Struktur wird erfindungsgemäß mittels eines elektrochemischen Verfahrens in die Mantelfläche des Gleitlagers eingebracht. Als elektrochemisches Verfahren wird in einer Weiterbildung der Erfindung ein elektrochemisches Abtragen angewandt. Der Vorteil des elektrochemischen Abtragens ist ein berührungsloses Bearbeiten von Werkstücken, wodurch vorzugsweise keine Nachbearbeitung, wie beim herkömmlichen spanenden Bearbeiten, beispielsweise Drehen oder Senken, notwendig ist.The rotationally symmetric structure is inventively means an electrochemical process in the lateral surface introduced the sliding bearing. As electrochemical process is in an embodiment of the invention, an electrochemical removal applied. The advantage of electrochemical removal is a non-contact Machining of workpieces, whereby preferably no post-processing, as in conventional machining, for example Turning or lowering is necessary.

Die weiteren umlaufenden Strukturen können in einem parallelen Prozess bevorzugt ebenfalls mittels elektrochemischen Abtragens, insbesondere mittels pulsierenden elektrochemischen Abtragens, eingebracht werden.The other circumferential structures can be in a parallel Process also preferably by means of electrochemical removal, in particular by means of pulsating electrochemical removal, introduced become.

Bei dem elektrochemischen Abtragen wird eine Elektrode als Kathode an eine Gleichstromquelle angeschlossen und mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit in Richtung des als Anode gepolten metallischen Werkstücks bewegt. Die Elektrode und das Werkstück befinden sich dabei in einem Elektrolyt, so dass zwischen Elektrode und Werkstück ein Strom fließt. In Abhängigkeit elektrischer Parameter und Eigenschaften des Elektrolyts muss zwischen Elektrode und Werkstück ein Spalt eingehalten werden, dieser beträgt üblicherweise 0,05 bis 1 mm. Die Elektrode ist entsprechend einer in das Werkstück einzubringenden Struktur in der Art eines Negativs dieser Struktur ausgebildet. Durch den zwischen Elektrode und Werkstück fließenden Strom werden aus dem Werkstück Metallionen gelöst, wobei ein Materialabtrag erfolgt. Dieser Materialabtrag erfolgt entsprechend der Struktur der Elektrode, wodurch die einzubringende Struktur sozusagen auf das Werkstück abgebildet wird.at the electrochemical ablation is an electrode as a cathode a DC power source connected and with a predetermined Speed in the direction of the poled as an anode metallic Workpiece moves. The electrode and the workpiece are in an electrolyte, so that between electrode and workpiece a current flows. Dependent on electrical parameters and properties of the electrolyte must be between electrode and workpiece a gap are maintained, this is usually 0.05 to 1 mm. The electrode is to be introduced according to a in the workpiece Structure formed in the manner of a negative of this structure. By flowing between electrode and workpiece Electricity is released from the workpiece metal ions, wherein a material removal takes place. This material removal takes place accordingly the structure of the electrode, causing the structure to be introduced is mapped onto the workpiece, so to speak.

Bei dem pulsierenden elektrochemischen Abtragen wird der Gleichstrom gepulst angewendet. Das heißt, es gibt Perioden des Stromflusses zwischen Werkstück und Elektrode, in denen Material vom Werkstück abgetragen wird. Diese Perioden werden dabei von Perioden ohne Stromfluss unterbrochen. Diese stromlosen Perioden dienen einem Abtransport der gelösten Metallionen mittels des Elektrolyts. Die Metallionen reagieren mit dem Elektrolyt und fallen als Metallhydroxid aus.at the pulsating electrochemical removal is the direct current pulsed applied. That is, there are periods of current flow between workpiece and electrode, in which material from Workpiece is removed. These periods are included interrupted by periods without current flow. These dead periods serve to remove the dissolved metal ions by means of of the electrolyte. The metal ions react with the electrolyte and precipitate as metal hydroxide.

Der Vorteil des elektrochemischen Abtragens, insbesondere des pulsierenden elektrochemischen Abtragens, liegt in der hohen Präzision mit der insbesondere komplexe Formen in das Werkstück eingebracht werden können. Dabei ist das Verfahren berührungslos. Es gibt keinen Verschleiß und keine thermische Beeinflussung des Werkstücks, da das elektrochemische Abtragen bei Temperaturen bis 40°C stattfindet. Bei dem pulsierenden elektrochemischen Abtragen kann die Bearbeitung des Werkstücks insbesondere schneller als bei dem herkömmlichen elektrochemischen Abtragen erfolgen. Mit Blick auf das Einbringen der rotationssymmetrischen Struktur in die Mantelfläche des Lagers bietet sich das elektrochemische Abtragen, insbesondere das pulsierende elektrochemische Abtragen, an, da mit herkömmlichen Bearbeitungsverfahren die rotationssymmetrische Struktur nicht wirtschaftlich in die Mantelfläche des Lagers eingebracht werden kann. Mittels des pulsierenden elektrochemischen Verfahrens kann die rotationssymmetrische Struktur, insbesondere die Schaufelradstruktur, hochgenau definiert und kostengünstig eingebracht werden.Of the Advantage of the electrochemical removal, in particular of the pulsating Electrochemical removal, lies in the high precision introduced with the particular complex shapes in the workpiece can be. The process is contactless. There is no wear and no thermal influence of the workpiece, since the electrochemical ablation at temperatures to 40 ° C takes place. In the pulsating electrochemical Ablation can be the machining of the workpiece in particular faster than conventional electrochemical ablation respectively. With a view to the introduction of the rotationally symmetric structure in the lateral surface of the bearing offers the electrochemical Abrasion, in particular the pulsating electrochemical removal, because, with conventional machining methods, the rotationally symmetric Structure not economically in the lateral surface of the bearing can be introduced. By means of the pulsating electrochemical Method may be the rotationally symmetric structure, in particular the Schaufelradstruktur, highly defined and cost-effective be introduced.

Im Detail werden bei dem elektrochemischen Abtragen mehrere über die Mantelfläche periodisch angeordnete Schaufelradstrukturen eingebracht. Dabei ist in einer Ausgestaltung der Erfindung das Gleitlager fest angeordnet und die Schaufelradstrukturen werden mittels einer entsprechend geformten Elektrode in die Mantelfläche des Gleitlagers eingebracht. Dies geschieht, indem die Elektrode in dem zu bearbeitenden Abschnitt der Mantelfläche des Gleitlagers um das Gleitlager bewegt wird. Dabei wird als Erstes die Elektrode an einer bestimmten Position angeordnet, als zweiter Schritt folgt das Einbringen der Schaufelradstruktur durch ein Bewegen der Elektrode in Richtung der Längsachse des Gleitlagers mit einer vorgebbaren Geschwindigkeit, gefolgt von einem dritten Schritt bei dem nach Abschluss des Strukturierungsprozesses die Elektrode an eine neue Position, insbesondere an eine anschließende Position, bewegt wird, um dort die nächste Schaufelradstruktur einzubringen.in the Detail become in the electrochemical ablation several over the lateral surface periodically arranged Schaufelradstrukturen brought in. It is in one embodiment of the invention, the Plain bearing fixed and the Schaufelradstrukturen be by means of a correspondingly shaped electrode in the lateral surface introduced the sliding bearing. This is done by the electrode in the section to be machined of the lateral surface of the Slide bearing is moved around the slide bearing. Here is the first the Electrode arranged at a certain position, as a second step follows the introduction of the Schaufelradstruktur by moving the Electrode in the direction of the longitudinal axis of the sliding bearing with a predetermined speed, followed by a third step at the end of the patterning process, the electrode to a new position, in particular to a subsequent position Position, is moved to introduce the next Schaufelradstruktur there.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht eine Elektrodenanordnung bestehend aus einer Mehrzahl von gleichartigen Elektroden vor, mittels welcher die Schaufelradstruktur eingebracht wird. Dabei ist das Gleitlager fest angeordnet und die Mehrzahl von gleichartigen Elektroden ist radial bezogen auf die Längsachse des Gleitlagers, sozusagen sternförmig, angeordnet und wird in Richtung der Manteloberfläche des Gleitlagers mit einer vorgebbaren Geschwindigkeit bewegt. Mit dieser Elektrodenanordnung kann die Schaufelradstruktur vorteilhafter Weise in einem Arbeitsschritt eingebracht werden, was in einer Zeitersparnis bei einem Herstellungsprozess des Gleitlagers resultiert.A further advantageous embodiment of the invention provides an electrode arrangement consisting of a plurality of similar electrodes, by means of which the Schaufelradstruktur a is brought. In this case, the slide bearing is fixedly arranged and the plurality of similar electrodes is radially relative to the longitudinal axis of the sliding bearing, so to speak star-shaped, and is moved in the direction of the mantle surface of the sliding bearing with a predetermined speed. With this electrode arrangement, the paddle wheel structure can advantageously be introduced in one working step, which results in a time saving in a production process of the slide bearing.

In einer Weiterbildung der Erfindung wird das Gleitlager um seine Längsachse rotierend bewegt, wobei die Schaufelradstruktur mittels einer stationären Elektrode eingebracht wird. Dabei wird das Gleitlager beispielsweise derart rotierend bewegt, dass nach Abschluss des Einbringens einer Schaufelradstruktur an einer bestimmten Position ein noch unbearbeiteter Abschnitt der Mantelfläche, direkt im Anschluss an die vorangegangene Position, bearbeitet werden kann. Zum Einbringen der Schaufelradstruktur wird auch in diesem Fall die Elektrode mit einer vorgebbaren Geschwindigkeit in Richtung der Manteloberfläche des Gleitlagers bewegt.In a development of the invention, the sliding bearing about its longitudinal axis rotated, wherein the Schaufelradstruktur by means of a stationary Electrode is introduced. In this case, the sliding bearing, for example moved so rotating that after completion of the introduction of a Paddle wheel structure at a certain position an even unedited Section of the lateral surface, directly following the previous position, can be edited. For introduction the Schaufelradstruktur is also in this case, the electrode with a predetermined speed in the direction of the mantle surface of the sliding bearing moves.

Ausführungsbeispiele werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.embodiments are explained in more detail below with reference to drawings.

Dabei zeigen:there demonstrate:

1 eine schematische Schnittdarstellung eines hydrodynamischen Gleitlagers in einem Abgasturbolader mit einer zusätzlichen Ölzuflussleitung, 1 FIG. 2 is a schematic sectional view of a hydrodynamic sliding bearing in an exhaust gas turbocharger with an additional oil feed line, FIG.

2 das hydrodynamische Gleitlager mit einer Schaufelradstruktur in einer ersten Ausführung und 2 the hydrodynamic sliding bearing with a Schaufelradstruktur in a first embodiment and

3 das hydrodynamische Gleitlager mit einer Schaufelradstruktur in einer zweiten Ausführung. 3 the hydrodynamic sliding bearing with a Schaufelradstruktur in a second embodiment.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.each other corresponding parts are in all figures with the same reference numerals Mistake.

1 zeigt eine Schnittdarstellung eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahrens hergestelltes hydrodynamischen Gleitlagers 1 senkrecht zu einer Längsachse des hydrodynamischen Gleitlagers 1, wie es beispielsweise in einem Abgasturbolader eines Fahrzeugs zur Lagerung und axialen Führung einer Welle 2 verwendet wird. Auf dieser Welle 2 sind eine Turbine und ein Verdichter des Abgasturboladers angeordnet. 1 shows a sectional view of a prepared according to the method hydrodynamic sliding bearing 1 perpendicular to a longitudinal axis of the hydrodynamic sliding bearing 1 as for example in an exhaust gas turbocharger of a vehicle for the storage and axial guidance of a shaft 2 is used. On this wave 2 a turbine and a compressor of the exhaust gas turbocharger are arranged.

Das hydrodynamische Gleitlager 1 besteht beispielsweise aus einem metallischen Werkstoff und ist als ein Hohlzylinder mit einem inneren und einem äußeren Durchmesser ausgebildet. In dem Hohlzylinder ist die Welle 2 angeordnet. Beide Bauteile sind in einem Hohlraum des Abgasturboladers angeordnet, wobei das hydrodynamische Gleitlager 1 von einem äußeren Ölfilm 4 in diesem Hohlraum umgeben ist. Diese Ausführungsform des hydrodynamischen Gleitlagers 1 bezeichnet man als full-floating-Gleitlager, da das hydrodynamische Gleitlager 1 nicht in Lagersitze eingepresst ist, sondern in dem äußeren Ölfilm 4, welcher in dem Fall als Ölbad bezeichnet werden kann, schwimmt.The hydrodynamic plain bearing 1 For example, it is made of a metallic material and is formed as a hollow cylinder having an inner and an outer diameter. In the hollow cylinder is the shaft 2 arranged. Both components are arranged in a cavity of the exhaust gas turbocharger, wherein the hydrodynamic sliding bearing 1 from an outer oil film 4 surrounded in this cavity. This embodiment of the hydrodynamic sliding bearing 1 is called a full-floating plain bearings, since the hydrodynamic plain bearings 1 not pressed into bearing seats, but in the outer oil film 4 , which in this case may be referred to as an oil bath, floats.

Ein innerer Ölfilm 3 dient einer Schmierung zwischen einer inneren Oberfläche des hydrodynamischen Gleitlagers 1 und der Welle 2 und verringert vorzugsweise den Verschleiß bei einer Reibung zwischen hydrodynamischem Gleitlager 1 und Welle 2. Um etwaigen Verlust des äußeren Ölfilms 4 und des inneren Ölfilms 3 auszugleichen, sind in dem Turbolader zumindest zwei Ölzuflusskanäle 5.1 und 5.2 vorgesehen, welche in einem vorgegebenen Abstand von einem jeweiligen Ende des hydrodynamischen Gleitlagers 1 angeordnet sind und je eine Öffnung in den Hohlraum des Turboladers senkrecht zu einer Manteloberfläche des hydrodynamischen Gleitlagers 1 aufweisen. Die Ölzuflusskanäle 5.1 und 5.2 sind beispielsweise mit einer Motorölversorgung des Fahrzeugs verbunden.An inner oil film 3 serves for lubrication between an inner surface of the hydrodynamic sliding bearing 1 and the wave 2 and preferably reduces the wear in a friction between hydrodynamic sliding bearing 1 and wave 2 , To any loss of outer oil film 4 and the inner oil film 3 At least two oil flow channels are in the turbocharger to compensate 5.1 and 5.2 provided, which at a predetermined distance from a respective end of the hydrodynamic sliding bearing 1 are arranged and each have an opening in the cavity of the turbocharger perpendicular to a mantle surface of the hydrodynamic sliding bearing 1 exhibit. The oil supply channels 5.1 and 5.2 For example, they are connected to an engine oil supply of the vehicle.

In 2 ist nur das hydrodynamische Gleitlager 1 und ein zusätzlicher Ölzuflusskanal 6 dargestellt. Das hydrodynamische Gleitlager 1 weist unter anderem eine Schaufelradstruktur 7 auf, welche mittig in Bezug auf die Längsachse des hydrodynamischen Gleitlagers 1 angeordnet ist. In 2 sind weitere Strukturen in der Manteloberfläche des hydrodynamischen Gleitlagers 1 sichtbar. Zum Beispiel sind seitliche Ölzuflussnuten 9.1 und 9.2 sichtbar, in welchen sich Bohrungen 8 befinden. Die Position dieser seitlichen Ölzuflussnuten 9.1 und 9.2 entspricht dabei der Position der Ölzuflusskanäle 5.1 und 5.2 in der Art, dass das aus den Ölzuflusskanälen 5.1 und 5.2 austretenden Öl in diese seitlichen Ölzuflussnuten 9.1 und 9.2 laufen kann. Durch die in den seitlichen Ölzuflussnuten 9.1 und 9.2 angeordneten Bohrungen 8 kann das Öl in ein Inneres des hydrodynamischen Gleitlagers 1 fließen, um dort den inneren Ölfilm 3 zu bilden.In 2 is only the hydrodynamic plain bearing 1 and an additional oil inflow channel 6 shown. The hydrodynamic plain bearing 1 has, inter alia, a paddle wheel structure 7 which is centered with respect to the longitudinal axis of the hydrodynamic journal bearing 1 is arranged. In 2 are other structures in the mantle surface of the hydrodynamic plain bearing 1 visible, noticeable. For example, are lateral Ölzuflussnuten 9.1 and 9.2 visible in which are bores 8th are located. The position of these lateral Ölzuflussnuten 9.1 and 9.2 corresponds to the position of the oil inflow channels 5.1 and 5.2 in the way that that from the oil inflow channels 5.1 and 5.2 escaping oil in these lateral Ölzuflussnuten 9.1 and 9.2 can run. By the in the lateral Ölzuflussnuten 9.1 and 9.2 arranged holes 8th The oil can enter an interior of the hydrodynamic plain bearing 1 flow there to the inner oil film 3 to build.

Der zusätzliche Ölzuflusskanal 6 weist ebenfalls eine Öffnung in den Hohlraum des Turboladers auf. Dieser zusätzliche Ölzuflusskanal 6 ist, bezüglich der Längsachse des hydrodynamischen Gleitlagers 1 seitlich versetzt, wie in 1 und 2 dargestellt, angeordnet. Ein von dort aus auf die Manteloberfläche, insbesondere auf die Schaufelradstruktur 7 des hydrodynamischen Gleitlagers 1, auftreffender Ölstrom trifft nicht senkrecht auf. Mit diesem Ölstrom wird das hydrodynamischen Gleitlagers 1 in eine Rotation bezüglich seiner Längsachse versetzt.The additional oil inflow channel 6 also has an opening in the cavity of the turbocharger. This additional oil inflow channel 6 is, with respect to the longitudinal axis of the hydrodynamic sliding bearing 1 laterally offset, as in 1 and 2 represented, arranged. A from there on the mantle surface, in particular on the Schaufelradstruktur 7 of the hydrodynamic plain bearing 1 , impinging oil flow is not vertical. With this flow of oil is the hydrodynamic plain bearing 1 offset in a rotation with respect to its longitudinal axis.

Die Schaufelradstruktur 7 ist mit einer vorgebbaren Breite in die Mantelfläche des hydrodynamischen Gleitlagers 1 eingebracht. Die Breite der Schaufelradstruktur 7 ist dabei mindestens so groß gewählt, dass das hydrodynamische Gleitlager 1 mittels des durch den zusätzlichen Ölzuflusskanal 6 zugeführten Ölstroms in Rotation versetzbar ist. Dabei muss eine Reibung, hervorgerufen durch den das hydrodynamische Gleitlager 1 umgebenden inneren Ölfilm 3 und äußeren Ölfilm 4, überwunden werden. Andererseits sollte die Schaufelradstruktur 7 eine maximale Breite nicht überschreiten, da sonst die Schaufelradstruktur 7 selber die Rotation des hydrodynamischen Gleitlagers 1 durch Reibung mit dem äußeren Ölfilm 4 bremst.The paddle wheel structure 7 is with a predetermined width in the lateral surface of the hydrodynamic sliding bearing 1 brought in. The width of the bucket wheel structure 7 is chosen at least so large that the hydrodynamic plain bearing 1 by means of the additional oil supply channel 6 supplied oil stream is set in rotation. In this case, a friction caused by the hydrodynamic sliding bearing 1 surrounding inner oil film 3 and outer oil film 4 to be overcome. On the other hand, the impeller structure should 7 do not exceed a maximum width, otherwise the bucket wheel structure 7 itself the rotation of the hydrodynamic plain bearing 1 by friction with the outer oil film 4 slows.

Ein einzelnes Schaufelrad der Schaufelradstruktur 7, wie sie in 2 dargestellt ist, ist beispielsweise in Richtung des auftreffenden Ölstroms gewölbt ausgeformt, so dass das Schaufelrad in Richtung des auftreffenden Ölstroms eine Art Mulde zur Aufnahme des Öls aufweist.A single paddle wheel of the paddle wheel structure 7 as they are in 2 is shown curved, for example in the direction of the impinging oil flow, so that the impeller in the direction of the impinging oil flow has a kind of depression for receiving the oil.

Für die Ausgestaltung des Schaufelrads sind auch andere Formen denkbar. So ist in 3 eine weitere Form des Schaufelrads der Schaufelradstruktur 7 dargestellt. Die Grundform des Schaufelrads ist dabei pultartig. Eine erste Fläche des Schaufelrads, an welcher der auftreffende Ölstrom angreift, ist dabei senkrecht zur Längsachse angeordnet. Eine weitere Fläche verläuft dabei flach in Richtung eines nächsten Schaufelrads. Um den auftreffenden Ölstrom zu leiten, insbesondere in Richtung seitlich der Schaufelradstruktur 7 angeordneter Ölabflussnuten 10.1 und 10.2 zu leiten, weist die erste Fläche eine in Bezug auf eine Breite des Schaufelrads mittig angeordnete pfeilförmige Struktur 7.1 auf, welche sich auf einer Pultfläche 7.2 eines weiteren Schaufelrads erhebt.For the design of the paddle wheel, other shapes are conceivable. So is in 3 another form of the paddle wheel of the Schaufelradstruktur 7 shown. The basic shape of the paddle wheel is like a desk. A first surface of the paddle wheel, on which the impinging oil flow acts, is arranged perpendicular to the longitudinal axis. Another surface runs flat in the direction of a next paddle wheel. To direct the impinging oil flow, in particular in the direction of the side of the Schaufelradstruktur 7 arranged Ölabflussnuten 10.1 and 10.2 The first surface has an arrow-shaped structure centrally arranged with respect to a width of the impeller 7.1 on which is on a desk surface 7.2 another bucket wheel rises.

Die seitlich der Schaufelradstruktur 7 angeordneten Ölabflussnuten 10.1, 10.2 dienen einer Ableitung des auf die Schaufelradstruktur 7 auftreffenden Ölstroms.The side of the Schaufelradstruktur 7 arranged Ölabflussnuten 10.1 . 10.2 serve a derivative of the on the Schaufelradstruktur 7 impinging oil flow.

11
hydrodynamisches Gleitlagerhydrodynamic bearings
22
Wellewave
33
innerer Ölfilminner oil film
44
äußerer Ölfilmouter oil film
5.1, 5.25.1 5.2
ÖlzuflusskanäleOil inlet channels
66
zusätzlicher Ölzuflusskanaladditional oil inflow channel
77
SchaufelradstrukturPaddle Wheel
7.17.1
pfleilförmige Strukturpfleilförmige structure
7.27.2
Pultflächesloping surface
88th
Bohrungdrilling
9.1, 9.29.1 9.2
seitliche Ölzuflussnutenlateral Ölzuflussnuten
10.1, 10.210.1, 10.2
seitliche Ölabflussnutenlateral Ölabflussnuten

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Claims (14)

Verfahren zur Herstellung eines hydrodynamischen Gleitlagers (1), bei dem in zumindest eine Lagerfläche eine Struktur mittels eines elektrochemischen Verfahrens eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerfläche eine Mantelfläche eines zylinderförmigen hydrodynamischen Gleitlagers (1) ist und in diese Mantelfläche eine umlaufende, in Bezug auf eine Längsachse des zylinderförmigen hydrodynamischen Gleitlagers (1) rotationssymmetrische Struktur mittels des elektrochemischen Verfahrens eingebracht wird.Method for producing a hydrodynamic sliding bearing ( 1 ), in which in at least one bearing surface a structure is introduced by means of an electrochemical method, characterized in that the bearing surface is a lateral surface of a cylindrical hydrodynamic plain bearing ( 1 ) and in this lateral surface a circumferential, with respect to a longitudinal axis of the cylindrical hydrodynamic plain bearing ( 1 ) rotationally symmetric structure is introduced by means of the electrochemical method. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die rotationssymmetrische Struktur mit einer vorgebbaren Breite in die Mantelfläche des zylinderförmigen hydrodynamischen Gleitlagers (1) eingebracht wird.A method according to claim 1, characterized in that the rotationally symmetrical structure with a predetermined width in the lateral surface of the cylindrical hydrodynamic sliding bearing ( 1 ) is introduced. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die rotationssymmetrische Struktur mittig in Bezug auf die Längsachse des Gleitlagers (1) in die Mantelfläche eingebracht wird.A method according to claim 1 or 2, characterized in that the rotationally symmetrical structure in the center with respect to the longitudinal axis of the sliding bearing ( 1 ) is introduced into the lateral surface. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als rotationssymmetrische Struktur eine Schaufelradstruktur (7) eingebracht wird.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that as a rotationally symmetrical structure a Schaufelradstruktur ( 7 ) is introduced. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass weitere umlaufende Strukturen in die Mantelfläche des Gleitlagers (1) parallel zu der rotationssymmetrischen Struktur eingebracht werden.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that further peripheral structures in the lateral surface of the sliding bearing ( 1 ) are introduced parallel to the rotationally symmetric structure. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die rotationssymmetrische Struktur mittels elektrochemischen Abtragens in die Mantelfläche des Gleitlagers (1) eingebracht wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the rotationally symmetrical structure by means of electrochemical removal into the lateral surface of the sliding bearing ( 1 ) is introduced. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die rotationssymmetrische Struktur mittels pulsierenden elektrochemischen Abtragens eingebracht wird.Method according to Claim 6, characterized that the rotationally symmetric structure by means of pulsating electrochemical Abtragens is introduced. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem elektrochemischen Abtragen mehrere über die Mantelfläche periodisch angeordnete Schaufelradstrukturen (7) eingebracht werden.A method according to claim 6 or 7, characterized in that in the electrochemical ablation several over the lateral surface periodically arranged Schaufelradstrukturen ( 7 ) are introduced. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitlager (1) fest angeordnet ist und mittels einer beweglichen Elektrode die Schaufelradstruktur (7) in die Mantelfläche des Gleitlagers (1) eingebracht wird.Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that the sliding bearing ( 1 ) is fixed and by means of a movable electrode the Schaufelradstruktur ( 7 ) in the lateral surface of the plain bearing ( 1 ) is introduced. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode in dem zu bearbeitenden Abschnitt der Mantelfläche des Gleitlagers (1) um das Gleitlager (1) bewegt wird.A method according to claim 9, characterized in that the electrode in the machined portion of the lateral surface of the sliding bearing ( 1 ) around the sliding bearing ( 1 ) is moved. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitlager (1) fest angeordnet ist und die Schaufelradstruktur (7) mittels einer Elektrodenanordnung in die Mantelfläche des Gleitlagers (1) eingebracht wird, wobei die Elektrodenanordnung aus einer Mehrzahl von gleichartigen Elektroden aufgebaut ist und diese bezogen auf die Längsachse des Gleitlagers (1) radial angeordnet werden.Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that the sliding bearing ( 1 ) and the impeller structure ( 7 ) by means of an electrode arrangement in the lateral surface of the sliding bearing ( 1 ) is introduced, wherein the electrode assembly is constructed from a plurality of similar electrodes and these with respect to the longitudinal axis of the sliding bearing ( 1 ) are arranged radially. Verfahren nach einem der Ansprüche 9, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode oder die Mehrzahl von gleichartigen Elektroden während des Einbringens der Schaufelradstruktur (7) in Richtung der Manteloberfläche bewegt wird.Method according to one of claims 9, 10 or 11, characterized in that the electrode or the plurality of similar electrodes during insertion of the Schaufelradstruktur ( 7 ) is moved in the direction of the mantle surface. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitlager (1) um seine Längsachse rotierend bewegt wird, wobei die Schaufelradstruktur (7) mittels einer stationären Elektrode eingebracht wird.Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that the sliding bearing ( 1 ) is moved in rotation about its longitudinal axis, wherein the blade wheel structure ( 7 ) is introduced by means of a stationary electrode. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die stationäre Elektrode während des Einbringens der Schaufelradstruktur (7) in Richtung der Manteloberfläche bewegt wird.A method according to claim 13, characterized in that the stationary electrode during insertion of the Schaufelradstruktur ( 7 ) is moved in the direction of the mantle surface.
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