DE102011009564A1 - Bearing unit for shaft of turbo charger, has outer ring, inner ring and two bearing series guided between outer ring and inner ring - Google Patents
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Abstract
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung betrifft eine Lagereinheit für Turbolader-Spindel-Einheiten, im folgenden auch als TLSE bezeichnet, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a bearing unit for turbocharger spindle units, also referred to below as TLSE, according to the preamble of claim 1.
Stand der TechnikState of the art
Abgasturbolader werden mit sehr hohen Drehzahlen bei hohen Temperaturen betrieben. Auf einer gemeinsamen Welle sind eine Turbine und ein Verdichter angeordnet. Diese Betriebsbedingungen stellen hohe Anforderungen an die Genauigkeit und Verschleißfestigkeit der Lagereinheit der Lagerung der Welle. Typische TLSE sind beispielsweise in
Aufgrund der hohen Temperaturen und Drehzahlen muss die TLSE permanent mit Schmiermittel versorgt werden. Das Schmiermittel, typischerweise Öl, wird der TLSE durch zwei Bohrungen im Außenring zugeführt. Diese beiden Bohrungen sind zu den Lagerreihen hin geneigt, um eine gute Versorgung der Lagerreihen mit Schmiermittel zu gewährleisten. Da der Turbolader in Verbrennungsmotoren zum Einsatz kommt wird die TLSE vorteilhaft in den Schmierkreislauf des Verbrennungsmotors einbezogen. Als Schmiermittel für die TLSE wird somit das Motorenöl des Verbrennungsmotors verwendet. Neben der Schmierung übernimmt das Motorenöl auch eine Kühlfunktion.Due to the high temperatures and speeds, the TLSE must be permanently supplied with lubricant. The lubricant, typically oil, is supplied to the TLSE through two holes in the outer ring. These two holes are inclined to the bearing rows to ensure a good supply of the bearing rows with lubricant. Since the turbocharger is used in internal combustion engines, the TLSE is advantageously included in the lubrication circuit of the internal combustion engine. As a lubricant for the TLSE thus the engine oil of the internal combustion engine is used. In addition to lubrication, the engine oil also performs a cooling function.
Die Qualität des Motorenöls in einem Verbrennungsmotor nimmt im Betrieb stark ab. Da das Öl auch für die Schmierung der TLSE verwendet wird, können vor allem Verschmutzungen durch Abrieb und Verbrennungsrückstände die sichere Funktion der TLSE beeinträchtigen. Im Betrieb der TLSE wirken sehr hohe Kräfte, Temperaturen und Drehzahlen, die die TLSE stark beanspruchen. Zur Sicherstellung der geforderten Lebensdauer der TLSE ist eine gute Schmiermittelversorgung mit guter Schmiermittelqualität vorteilhaft. Übliche Filter zur Reinigung des Motorenöls, die vor dem Eintritt des Motoröls in die TLSE angeordnet werden, setzen sich sehr schnell zu und drosseln den Schmiermittelkreislauf. Solche vorgeschalteten Filter haben sich deshalb nicht bewährt.The quality of the engine oil in an internal combustion engine decreases sharply during operation. As the oil is also used for the lubrication of the TLSE, it is above all pollution caused by abrasion and combustion residues that can impair the safe functioning of the TLSE. During operation of the TLSE, very high forces, temperatures and rotational speeds act, which put a heavy strain on the TLSE. To ensure the required service life of the TLSE, a good lubricant supply with good lubricant quality is advantageous. Conventional filters for cleaning the engine oil, which are placed in the TLSE before the engine oil enters, settle very quickly and throttle the lubricant circuit. Such upstream filters have therefore not proven.
Eine häufige Ausfallursache für kugelgelagerte TLSE ist das Versagen des Kugellager-Käfigs. Der Käfig wird typischerweise am Innenbord oder Außenbord geführt und hat die Aufgabe die Wälzkörper, hier Kugeln, auf Distanz zueinander zu halten, um eine möglichst gleichmäßige Verteilung der Kugel am Umfang zu erreichen. Dabei verschleißen typischerweise die Kugeltaschen in Umfangsrichtung sowie die jeweilige Führungsfläche am Innen- oder Aussenring. Große Kräfte und hohe Relativgeschwindigkeiten erhöhen dabei die Neigung zum Verschleiß. Die größten Kräfte und Relativgeschwindigkeiten treten insbesondere in den Beschleunigungsphasen auf. Bedingt durch die Schaufelräder (Turbinenrad und Verdichterrad) ist beim Turbolader die Drehrichtung vorgegeben – der Turbolader dreht nur in eine Richtung. Die Kräfte auf den Käfig, die u. a. durch die Massenträgheit des Käfigs und die Reibungskräfte in den Kontaktstellen mit benachbarten Bauteilen, sowie aus der Flüssigkeitsreibung des Schmiermittels hervorgerufen werden, müssen überwunden werden. Dazu muss dem Käfig Energie zugeführt werden. Die Energie-Zuführung erfolgt über die Kugeln und evtl. über den Innen- oder Aussenring (falls der Käfig über den rotierenden Ring geführt wird). Bei der Energiezufuhr über die Kugel kann der schädliche „Skidding-Effekt” verstärkt werden, wobei die Kugeln aufgrund von Gleitreibung anstatt Rollreibung. am Ring durchrutschen. Durch Reduktion bzw. Vermeidung des „Skidding-Effekts” kann der Verschleiß der Lagereinheit allgemein, insbesondere auch der Verschleiß am Käfig reduziert bzw. vermieden werden, um die Lebensdauer der gesamten Lagereinheit bzw. des gesamten Turboladers zu erhöhen.A common cause of ball bearing failure is the failure of the ball bearing cage. The cage is typically guided on the inboard or outboard and has the task of keeping the rolling elements, here balls, at a distance from each other in order to achieve the most even distribution of the ball on the circumference. Typically, the ball pockets wear in the circumferential direction and the respective guide surface on the inner or outer ring. Large forces and high relative speeds increase the tendency to wear. The largest forces and relative velocities occur especially in the acceleration phases. Due to the paddle wheels (turbine wheel and compressor wheel), the direction of rotation is predetermined for the turbocharger - the turbocharger only turns in one direction. The forces on the cage, the u. a. caused by the inertia of the cage and the frictional forces in the contact points with adjacent components, as well as the fluid friction of the lubricant must be overcome. For this purpose, energy must be supplied to the cage. The energy is supplied via the balls and possibly via the inner or outer ring (if the cage is guided over the rotating ring). When energizing through the ball, the damaging "skidding effect" can be amplified, with the balls due to sliding friction instead of rolling friction. slipping on the ring. By reducing or avoiding the "skidding effect", the wear of the bearing unit in general, in particular also the wear on the cage, can be reduced or avoided in order to increase the service life of the entire bearing unit or of the entire turbocharger.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, den Verschleiß bei einer Lagereinheit für Turbolader-Spindel-Einheiten deutlich zu reduzieren, und damit die Lebensdauer zu erhöhen sowie die Funktionssicherheit zu verbessern.The object of the invention is therefore to significantly reduce the wear in a bearing unit for turbocharger spindle units, and thus to increase the life and to improve the reliability.
Die Aufgabe wird durch eine Lagereinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.The object is achieved by a storage unit having the features of claim 1.
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung und weitere vorteilhafte Merkmale sind in den Unteransprüchen angegeben.Preferred embodiments of the invention and further advantageous features are specified in the subclaims.
Die Lagereinheit für eine Welle eines Turboladers umfasst mindestens einen Außenring, mindestens einen Innenring und mindestens zwei zwischen Außenring und Innenring geführte Lagerreihen. Es ist mindestens ein Kanal zum Einspitzen von Schmiermittel in einen Zwischenraum zwischen dem Außenring und dem Innenring vorgesehen.The bearing unit for a shaft of a turbocharger comprises at least one outer ring, at least one inner ring and at least two bearing rows guided between outer ring and inner ring. At least one channel is provided for injecting lubricant into a space between the outer ring and the inner ring.
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass innerhalb des Zwischenraums und/oder am Innenring und/oder dem Außenring Einrichtungen angeordnet sind, die unter Ausnutzung der Fliehkraft das Schmiermittel von im Schmiermittel befindlichen Schmutzpartikeln trennen.The invention is characterized in that within the space and / or on Inner ring and / or the outer ring means are arranged, which separate the lubricant using lubricant located in the lubricant using centrifugal force.
Erfindungsgemäß wird das unterschiedliche spezifische Gewicht der Schmutzpartikel im Vergleich zum reinen Motorenöl ausgenutzt. Nach dem Eintritt des Motorenöls in die TLSE trifft das Schmiermedium auf das rotierende Bauteil beispielsweise den Innenring, und wird dadurch in Rotation versetzt und schließlich in Richtung des nicht rotierenden Bauteils, beispielsweise dem Außenring, abgeschleudert. Die vorwiegend durch die Fliehkraft bestimmte Flugbahn der abgeschleuderten Schmutzpartikel unterscheidet sich von der Flugbahn des reinen Motorenöls aufgrund der unterschiedlichen spezifischen Gewichte und der unterschiedlichen Massenträgheit. Durch Einbringen von geeigneten Geometrien auf dem rotierenden Bauteil und/oder dem nicht rotierenden Bauteil, aber auch im Strömungskanal, können die Schmutzpartikel durch Ausnutzung der Fliehkraft ganz oder zumindest teilweise aus dem Motorenöl entfernt werden.According to the invention, the different specific gravity of the dirt particles is utilized in comparison to the pure motor oil. After the engine oil has entered the TLSE, the lubricating medium strikes the rotating component, for example the inner ring, and is thereby set in rotation and finally thrown off in the direction of the non-rotating component, for example the outer ring. The predominantly determined by the centrifugal force trajectory of the thrown dirt particles differs from the trajectory of pure engine oil due to the different specific weights and the different inertia. By introducing suitable geometries on the rotating component and / or the non-rotating component, but also in the flow channel, the dirt particles can be completely or at least partially removed from the engine oil by utilizing the centrifugal force.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung gelangt das Schmutzpartikel enthaltende Schmiermittel, beispielsweise Motoröl, durch gezielt orientierte Zuführkanäle auf den Außendurchmesser des rotierenden Innenrings. Die Kanäle verlaufen vorzugsweise in einem Winkel von etwa 60° bis 80° zur Wellenachse der Welle und münden in der Nähe einer zugeordneten Lagerreihe. Der Innenring besitzt in der Auftreffzone des Schmiermittels eine spezielle Geometrie in Form beispielsweise einer definierten Rille evtl. mit Abspritzkante. Durch das Auftreffen auf den rotierenden Innenring wird das Öl selbst in Rotation versetzt und schließlich abgeschleudert und trifft auf den Bord des feststehenden Außenrings. Durch Zentrifugalkräfte, die auf das Schmiermittel und die darin befindlichen Schmutzpartikel einwirken, werden die Schmutzpartikel durch deren höhere Massenträgheit in einem unterschiedlichen Winkel abgelenkt als das reine Schmiermittel und treffen in einem anderen Bereich auf den Außenring auf als das reine Schmiermittel. Durch eine geeignete Geometrie im Außenring, z. B. eine definierte Rille mit Trennkante, können die Schmutzpartikel vom Öl getrennt werden. Das von den Schmutzpartikeln zumindest teilweise befreite Schmiermittel kann dann direkt den Lagerreihen zugeleitet werden, während das mit Schmutzpartikel angereicherte Schmiermittel von den Lagerreihen weg geleitet wird.According to a preferred embodiment of the invention, the lubricant containing dirt particles, for example engine oil, reaches the outer diameter of the rotating inner ring through specifically oriented feed channels. The channels preferably extend at an angle of about 60 ° to 80 ° to the shaft axis of the shaft and open in the vicinity of an associated bearing row. The inner ring has in the impact zone of the lubricant a special geometry in the form of, for example, a defined groove possibly with Abspritzkante. By hitting the rotating inner ring, the oil itself is set in rotation and finally thrown off and hits the board of the fixed outer ring. By centrifugal forces acting on the lubricant and the dirt particles therein, the dirt particles are deflected by their higher inertia at a different angle than the pure lubricant and meet in a different area on the outer ring than the pure lubricant. By a suitable geometry in the outer ring, z. B. a defined groove with separating edge, the dirt particles can be separated from the oil. The at least partially freed of the dirt particles lubricant can then be fed directly to the bearing rows, while the contaminant-enriched lubricant is directed away from the bearing rows.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird eine Vernebelung/Zerstäubung des Schmiermittels durchgeführt. Durch die Optimierung der Parameter der Ölzuführung, wie z. B. Volumenstrom, Druck, Richtung, Drehzahl des Bauteils, auf das der Strahl auftrifft, Einbringen einer Abspritzkante zur Vernebelung des Öls, wird eine Wirbelströmung des vernebelten Schmiermittels erzeugt, die den Schmiermittelnebel zu den Lagerreihen hin transportiert. Eine Vernebelung kann auch durch eine entsprechende Gestaltung der Ölzufuhrkanäle erreicht werden. Dabei wird zumindest ein Teil des zugeführten Schmiermittels vernebelt bzw. zerstäubt. Die Lagerreihen werden somit mit Ölnebel geschmiert. Durch Nebelbildung (Tröpfchen-Bildung) wird der Schmutz von dem „sauberen” Öl getrennt Der nicht vernebelte, schmutzbehaftete Teil des Öls gelangt nicht in die Lagerreihen, verlässt die TLSE durch die Ölauslaß-Bohrung, verbleibt aber im Schmiermittelkreislauf und steht zur Kühlung zur Verfügung.According to a preferred embodiment of the invention, a nebulization / atomization of the lubricant is performed. By optimizing the parameters of the oil supply, such. As volume flow, pressure, direction, speed of the component, on which the jet impinges, introducing a Abspritzkante for atomizing the oil, a vortex flow of the atomized lubricant is generated, which transports the lubricant mist to the bearing rows. A nebulization can also be achieved by a corresponding design of the oil supply channels. In this case, at least a part of the supplied lubricant is atomized or atomized. The bearing rows are thus lubricated with oil mist. The formation of mist (droplet formation) separates the dirt from the "clean" oil. The non-aerosolized, contaminated part of the oil does not get into the bearing rows, leaves the TLSE through the oil outlet hole, but remains in the lubricant circuit and is available for cooling ,
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann die Strömungsenergie des Schmieröls genutzt werden, um den Verschleiß insbesondere am Käfig zu reduzieren. Die zum Kugellager hin geneigten Ölzufuhrkanäle werden nicht nur in Bezug auf die Längsachse der Welle sondern zusätzlich in Unfangsrichtung des Außenrings geneigt und so positioniert, dass der Schmiermittelstrahl den Käfig direkt oder indirekt trifft und dabei den Käfig in dessen vorgesehener Drehrichtung antreibt.According to a further preferred embodiment of the invention, the flow energy of the lubricating oil can be used to reduce wear, in particular on the cage. The oil supply channels inclined toward the ball bearing are inclined not only in relation to the longitudinal axis of the shaft but additionally in the circumferential direction of the outer ring and positioned so that the lubricant jet hits the cage directly or indirectly, thereby driving the cage in its intended direction of rotation.
Vorzugsweise soll der Schmiermittelstrom den Käfig in einem Gebiet treffen, das den Käfig gut antreibt, den Käfig nicht beeinträchtigt und dessen stabilen Lauf unterstützt. Vorzugsweise kann das die Käfigseite sein. Zur besseren Umwandlung der Strömungsenergie des Schmiermittels in kinetische Energie des Käfigs können entsprechende Konturen oder Prallflächen auf dem Käfig bzw. im Käfig angebracht bzw. eingebracht sein. Es können z. B. Schaufelräder auf der dem Schmiermittelstrom zugewandten Stirnfläche des Käfigs angeordnet werden. Alternativ zum direkten Auftreffen des Ölstrahls auf den Käfig kann der Ölstrahl zunächst auf das rotierende Bauteil (z. B. Innenring) treffen, und dann auf den Käfig auftreffen, also indirekt auftreffen. Hierbei zerstäubt das Schmiermittel und trifft in vielen kleinen Tröpfchen auf den Käfig auf, was schonender für den Käfig ist. Außerdem werden inkonstante Volumenströme des Öls gleichmäßiger. Durch das Auftreffen des Ölstrahls auf den Innenring (bzw. die Welle) wird ein Drehimpuls auf das Schmiermittel übertragen, das den Antrieb des Käfigs begünstigt.Preferably, the flow of lubricant should impact the cage in an area that will well drive the cage, not interfere with the cage, and support its stable travel. Preferably, this may be the cage side. For better conversion of the flow energy of the lubricant into kinetic energy of the cage, corresponding contours or baffles may be mounted on the cage or in the cage. It can z. B. paddle wheels on the lubricant flow facing end face of the cage can be arranged. As an alternative to the direct impact of the oil jet on the cage, the oil jet can first strike the rotating component (eg inner ring) and then impinge on the cage, ie impinge indirectly. This nebulizes the lubricant and hits in many small droplets on the cage, which is gentler for the cage. In addition, inconstant volumetric flows of the oil become more uniform. The impact of the oil jet on the inner ring (or the shaft) causes an angular momentum to be transmitted to the lubricant, which favors the drive of the cage.
Innenring geführte Käfige neigen dazu, sich auf der bezüglich der Schmiermitteleinbringung abgewandten Seite zu erhitzen und schnell zu verschleißen, weil zu wenig Schmiermittel die Gleitführung erreicht. Die Wärmeeinbringung mit Erwärmung der Lagerreihe auf ein sehr hohes Temperaturniveau ist für die Funktion und die Lebensdauer des Lagers ungünstig. Eine bessere Schmierung zur Reduzierung der Reibung und eine Reduktion der Temperatur der Lagerreihe sind daher vorteilhaft. Die Kühlung mittels des Motorenöls ist für die turbinenseitige Lagerreihe nur ungenügend wirksam.Inner ring guided cages tend to heat up on the side facing away from the lubricant introduction and wear out quickly, because too little lubricant reaches the sliding guide. The heat input with heating of the bearing row to a very high temperature level is unfavorable for the function and the life of the bearing. Better lubrication to reduce friction and a reduction in the temperature of the bearing row are therefore advantageous. The cooling by means The engine oil is insufficiently effective for the turbine-side bearing row.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, die Geometrie des Käfigs asymmetrisch auszubilden. Dadurch kann die Reibung an der Käfigführung wesentlich verringert werden. Durch die neuartige Käfiggeometrie wird unter Nutzung der Zentrifugalkräfte über eine Schräge das Schmiermittel komplett über die Lagerstelle gebracht und dann nach außen abgeschleudert, um über die Wälzkörper die Lagerstelle zu schmieren, und gelangt zusätzlich zur gegenüberliegende Führung des Käfigs, um auch dort eine ausreichende Schmierung zu gewährleisten, insbesondere wenn die Einringung des Schmiermittels nur einseitig erfolgen kann. Durch die beschriebenen Maßnahmen und Effekte wird Schmiermittel in typischer Weise zu bisher schlecht mit Schmiermittel versorgten Bereichen des Kugellagers transportiert.A further preferred embodiment of the invention provides to design the geometry of the cage asymmetrically. As a result, the friction on the cage guide can be substantially reduced. Due to the novel cage geometry, the lubricant is brought completely over the bearing point using centrifugal forces via a bevel and then thrown to the outside to lubricate the bearing over the rolling elements, and in addition to the opposite leadership of the cage, there too sufficient lubrication ensure, especially if the entry of the lubricant can only be done on one side. The described measures and effects lubricant is transported in a typical manner to previously poorly lubricated areas of the ball bearing.
Außerdem werden die „offenen”, d. h. für den Durchfluss des Schmiermittels freien Querschnitte vergrößert. Dadurch verringert sich die „Filterwirkung” der Lagerreihe, womit sich die Wahrscheinlichkeit des Verbleibs von Verunreinigungen aus dem Schmieröl in der Lagerreihe reduziert. Verunreinigungen könnten in den Laufbahn – Kugel – Kontakt oder in die Berührstellen des Käfigs mit benachbarten Bauteilen gelangen und dort erhöhtes Laufgeräusch oder hohe mechanische Spannungen erzeugen. Die Reduktion bzw. das Vermeiden von Verunreinigungseintrag in die Lagerreihen ist somit sehr vorteilhaft für den störungsfreien Betrieb und die Langlebigkeit der Lagerung.In addition, the "open", d. H. for the flow of the lubricant free cross-sections enlarged. This reduces the "filter action" of the bearing row, which reduces the likelihood of contamination from the lubricating oil in the bearing row. Impurities could get into the track - ball - contact or into the contact points of the cage with neighboring components and produce there increased running noise or high mechanical stresses. The reduction or avoidance of contamination entry into the storage rows is thus very advantageous for trouble-free operation and longevity of storage.
Zusätzlich reduziert die neue Geometrie das Eigengewicht des Käfigs, da das Käfigvolumen reduziert wird. Damit wird das Massenträgheitsmoment reduziert, was ein schnelles Beschleunigen und Abbremsen begünstigt.In addition, the new geometry reduces the weight of the cage by reducing the cage volume. Thus, the moment of inertia is reduced, which promotes rapid acceleration and deceleration.
Ferner ist bei der neuartigen Geometrie das Gewicht des Käfigs ausbalanciert, da trotz der asymmetrischen Käfig-Geometrie (Querschnitt) die Massen symmetrisch verteilt sind, so dass die die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten einer dynamischen Unwucht reduziert wird. Zur Vermeidung einer Erwärmung der Lagerstelle auf ein zu hohes Temperaturniveau wird die Lagerreihe bezüglich des Temperaturflusses aufgrund der speziellen Geometrie des Käfigs besser und mit mehr Schmiermittel versorgt. Dadurch wird die Wärme auf das Schmiermittel übertragen und von der Lagerstelle abtransportiert. Darüber hinaus verhindert bzw. reduziert der günstige Abtransport des Schmiermittels „Planschverluste” in der Lagerreihe. Durch den asymmetrischen Kugelkäfig erreicht man eine verbesserte Schmierung und höhere Wärmeabfuhr der Lagerreihe, was die Lebensdauer und Funktion der kompletten Einheit erhöht.Further, in the novel geometry, the weight of the cage is balanced, because despite the asymmetric cage geometry (cross-section), the masses are symmetrically distributed, reducing the likelihood of dynamic imbalance occurring. To avoid heating the bearing to a too high temperature level, the bearing row is better and more lubricated with respect to the temperature flow due to the special geometry of the cage. As a result, the heat is transferred to the lubricant and transported away from the bearing. In addition, the favorable removal of the lubricant prevents or reduces "churning losses" in the bearing row. The asymmetrical ball cage achieves improved lubrication and higher heat dissipation of the bearing row, which increases the life and function of the complete unit.
Als zusätzliches Merkmal können die Gleitführungen des Käfigs, also z. B. Käfig-Lagerring-Kontakt und Käfig-Kugel-Kontakt) mit einer Reibung reduzierenden Schicht versehen sein, wie z. B. einer Silberschicht, einer DLC-Schicht oder ähnlichem.As an additional feature, the sliding guides of the cage, so z. B. cage-bearing ring contact and cage-ball contact) be provided with a friction reducing layer such. As a silver layer, a DLC layer or the like.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann dem mit Schmutzpartikeln kontaminierten Schmiermittel ein Drall (Drehimpuls) versetzt werden, wodurch sich ein Wirbelstrom ergibt und die Schmutzpartikel durch Fliehkraft nach außen an den Rand des Wirbelstroms transportiert werden. Das durch Fliehkraft radial nach außen transportierte mit Schmutzpartikeln versetzte Schmiermittel kann dann durch radial außen angebrachte Abflusseinrichtungen, beispielsweise im einfachsten Falle durch eine Bohrung, abgeführt werden. In der Mitte der Wirbelströmung, also im Kern der Schmiermittelzufuhrströmung, verbleibt das „gereinigte” Schmiermittel und kann dann zur Schmierung dem Lagersystem bzw. der Kugellagerreihe zugeführt werden. Der Drehimpuls in der Schmiermittelströmung kann beispielsweise durch entsprechend schräg zur Strömung gestellte Leitschaufeln, durch tangentiale Anströmung, durch Gewindekanäle oder schräge Anströmung erzeugt werden. Die Drallerzeugung kann sowohl in der Lagereinheit selbst als auch in den Kanälen für die Schmiermittelzufuhr, beispielsweise auch im Gehäuse des Turboladers angeordnet werden. Die Reinigung des Schmiermittels mittels Drehimpuls ist somit innerhalb der Abmessungen des Turboladers möglich, d. h. in den Turbolader bzw. dessen Lagereinheit integrierbar, so dass kein weiteres anzubauendes Bauteil außerhalb der Lagereinheit bzw. des Turboladers benötigt wird.In a further preferred embodiment of the invention, the lubricant contaminated with dirt particles, a swirl (angular momentum) are added, resulting in an eddy current and the dirt particles are transported by centrifugal force to the outside to the edge of the eddy current. The by centrifugal force transported radially outward offset with dirt particles lubricant can then be discharged through radially outwardly mounted drainage devices, for example in the simplest case through a hole. In the middle of the turbulent flow, ie in the core of the lubricant supply flow, the "cleaned" lubricant remains and can then be supplied to the storage system or the ball bearing row for lubrication. The angular momentum in the lubricant flow can be generated, for example, by guide blades which are inclined relative to the flow, by tangential flow, by threaded channels or oblique incident flow. The swirl generation can be arranged both in the bearing unit itself and in the channels for the lubricant supply, for example, in the housing of the turbocharger. The cleaning of the lubricant by means of angular momentum is thus possible within the dimensions of the turbocharger, d. H. integrated into the turbocharger or its storage unit, so that no further component to be mounted outside the storage unit or the turbocharger is needed.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von mehreren Ausführungsbeispielen mit Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Aus den Zeichnungen und der Zeichnungsbeschreibung ergeben sich weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung.In the following the invention will be explained in more detail with reference to several embodiments with reference to the drawings. The drawings and the description of the drawing provide further features and advantages of the invention.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Beschreibung von bevorzugten Ausgestaltungen der ErfindungDESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS OF THE INVENTION
In
Eine erste Lagerreihe umfasst einen Kugelkäfig
Eine Schmierung und zugleich Kühlung der Lagereinheit erfolgt durch ein Schmiermittel, das über entsprechende Kanäle
Die
Im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel ist beim Ausführungsbeispiel gemäß
In der vergrößerten Darstellung des linken Lagerteils gemäß
Im Unterschied zur
Am Außenring
Insbesondere bei der Ausgestaltung gemäß den
Vorteilhaft ist, wenn der Kanal
Es kann natürlich auch vorgesehen sein, dass der Kanal
In
Das Schmiermittel wird über entsprechende Kanäle
Gemäß dieser Ausgestaltung der Erfindung sind die Kugelkäfige
Die Ausgestaltung der Kugelkäfige
In
Eine Schmierung und zugleich Kühlung der Lagereinheit bzw. der Kugeln
Der Außenring
Die Erzeugung eines Drehimpulses des Schmiermittels kann auf verschiedene Wege erreicht werden.The generation of an angular momentum of the lubricant can be achieved in various ways.
In
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Außenringouter ring
- 12a, b12a, b
- Innenringinner ring
- 1414
- Zwischenraumgap
- 1616
- Wellewave
- 1818
- Wellenachseshaft axis
- 2020
- Kugelkäfigball cage
- 2222
- KugelBullet
- 2424
- Kugelkäfigball cage
- 2626
- KugelBullet
- 2828
- Kanalchannel
- 3030
- erster Bereichfirst area
- 3232
- Rillegroove
- 32a32a
- AbspritzkanteAbspritzkante
- 3434
- zweiter Bereichsecond area
- 3636
- dritter Bereichthird area
- 3838
- Trennkanteseparating edge
- 4040
- Schmiermittelstromlubricant flow
- 40a, b40a, b
- Strömungsverlaufflow path
- 4242
- Prallblechbaffle
- 4444
- Schmiermittelstromlubricant flow
- 44a, b44a, b
- Strömungsverlaufflow path
- 110110
- Außenringouter ring
- 112a112a
- Innenringinner ring
- 114114
- Zwischenraumgap
- 120120
- Kugelkäfigball cage
- 122122
- KugelBullet
- 128128
- Kanalchannel
- 130130
- erster Bereichfirst area
- 132132
- Ripperib
- 138138
- Ripperib
- 140140
- Schmiermittelstromlubricant flow
- 140a, b140a, b
- Strömungsverlaufflow path
- 232232
- Ripperib
- 238238
- Ripperib
- 240240
- Schmiermittelstromlubricant flow
- 240a, b240a, b
- Strömungsverlaufflow path
- 242242
- Hinterschneidungundercut
- 310310
- Außenringouter ring
- 312a, b312a, b
- Innenringinner ring
- 314314
- Zwischenraumgap
- 318318
- Wellenachseshaft axis
- 320320
- Kugelkäfigball cage
- 322322
- KugelBullet
- 324324
- Kugelkäfigball cage
- 326326
- KugelBullet
- 328328
- Kanalchannel
- 340340
- Schmiermittelstromlubricant flow
- 346346
- Auslassoutlet
- 410410
- Außenringouter ring
- 412a412a
- Innenringinner ring
- 414414
- Zwischenraumgap
- 420420
- Kugelkäfigball cage
- 422422
- KugelBullet
- 428428
- Kanalchannel
- 440440
- Schmiermittelstromlubricant flow
- 440a440a
- Schmiermittelstrom mit DrehimpulsLubricant flow with angular momentum
- 441441
- Schmiermittelstrom (gereinigt)Lubricant flow (cleaned)
- 444444
- Schmiermittelstrom (kontaminiert)Lubricant flow (contaminated)
- 448448
- Gehäusecasing
- 450450
- Kanalchannel
- 452452
- Bohrungdrilling
- 454454
- Bohrungdrilling
- 456456
- Leitschaufelvane
- 458458
- Gewindebohrungthreaded hole
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 202004017194 U1 [0002] DE 202004017194 U1 [0002]
- DE 3825326 A1 [0002] DE 3825326 A1 [0002]
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE102011009564A DE102011009564A1 (en) | 2011-01-27 | 2011-01-27 | Bearing unit for shaft of turbo charger, has outer ring, inner ring and two bearing series guided between outer ring and inner ring |
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DE102011009564A DE102011009564A1 (en) | 2011-01-27 | 2011-01-27 | Bearing unit for shaft of turbo charger, has outer ring, inner ring and two bearing series guided between outer ring and inner ring |
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Publication Number | Publication Date |
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ID=46511293
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- 2011-01-27 DE DE102011009564A patent/DE102011009564A1/en active Granted
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