DE102014116992A1

DE102014116992A1 - Slide bearing arrangement for high-speed shafts in the automotive sector

Info

Publication number: DE102014116992A1
Application number: DE102014116992.1A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Flierl
Original assignee: Entec Consulting GmbH
Current assignee: Entec Consulting GmbH
Priority date: 2014-11-20
Filing date: 2014-11-20
Publication date: 2016-05-25

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Gleitlageranordnung für hoch drehende Wellen (6) im KFZ-Bereich mit einem stationären Gehäuse (4), in dem ein rotationsbewegliches Ringelement (8) vorgesehen ist, dass seinerseits die Welle (6) rotationsbeweglich aufnimmt, wobei das Ringelement (8) zur Welle (6) gerichtet eine Innenkontur (29) mit mindestens drei Lagerflächen (30, 32, 34) aufweist, wobei die Lagerflächen (30, 32, 34) jeweils in Bezug auf den Mittelpunkt des Ringelementes (8) einen sich in Drehrichtung der Welle (6) stetig verringernden Radius r aufweisen.The invention relates to a sliding bearing arrangement for high-speed shafts (6) in the motor vehicle area with a stationary housing (4) in which a rotationsbewegliches ring element (8) is provided, in turn, rotatably receives the shaft (6), wherein the ring element (8 ) to the shaft (6) directed an inner contour (29) having at least three bearing surfaces (30, 32, 34), wherein the bearing surfaces (30, 32, 34) in each case with respect to the center of the ring element (8) in a direction of rotation the shaft (6) steadily decreasing radius r have.

Description

Die Erfindung betrifft eine Gleitlageranordnung für hoch drehende Wellen im KFZ-Bereich mit einem stationären Gehäuse, in dem ein rotationsbewegliches Ringelement vorgesehen ist, dass seinerseits die Welle rotationsbeweglich aufnimmt, wobei das Ringelement zur Welle gerichtet eine Innenkontur mit mindestens drei Lagerflächen aufweist.The invention relates to a slide bearing assembly for high-speed shafts in the automotive area with a stationary housing in which a rotationsbewegliches ring member is provided, in turn rotatably receives the shaft, wherein the ring member directed to the shaft has an inner contour with at least three bearing surfaces.

Bei einer herkömmlichen Gleitlageranordnung für hoch drehende rotierende Wellen, wie zum Beispiel bei einem Abgasturbolader, kommt vorzugsweise eine Lagerung mit einem vollständig schwimmenden Ringelement zwischen der Welle und dem stationären Gehäuse zum Einsatz, die sich ungefähr mit halber Drehzahl der Welle mit dreht. Durch ein Schmiermittel wird während des Betriebs des Abgasturboladers eine hydrodynamische Schmierung an dem sich verengenden Spalt zwischen dem Ringelement und der Welle sowie zwischen dem Ringelement und dem stationären Gehäuse erzeugt. Hierdurch entsteht eine gewünschte Dämpfung der rotierenden Welle an mehreren Stellen.In a conventional sliding bearing assembly for high rotating rotating shafts, such as in an exhaust gas turbocharger, preferably a bearing with a fully floating ring member between the shaft and the stationary housing is used, which rotates at approximately half the rotational speed of the shaft. By means of a lubricant, hydrodynamic lubrication is generated at the narrowing gap between the ring element and the shaft and between the ring element and the stationary housing during operation of the exhaust gas turbocharger. This creates a desired damping of the rotating shaft at several points.

Durch die geringen radialen Spaltmaßen zwischen dem Ringelement und der Welle und zwischen dem Ringelement und dem stationären Gehäuse Führen die viskosen Widerstands- bzw. Verzögerungskräfte zu einem Drehimpuls, wodurch das vollständig schwimmende Ringelement auch in Rotation versetzt wird.Due to the small radial gaps between the ring element and the shaft and between the ring element and the stationary housing, the viscous resistance or deceleration forces lead to an angular momentum, whereby the completely floating ring element is also set in rotation.

Kommt es in unerwünschter Weise dazu, dass bei einem Abgasturbolader sich die Drehzahl eines schwimmenden Ringelementes der Gleitlageranordnung bei sehr hohen Drehzahlen sich der Welle annähert, ist mit einem erhöhten Verschleiß an den Grenzflächen zwischen dem Ringelement und der Welle und zwischen dem Ringelement und dem Gehäuse zu rechnen. Außerdem ist zu verhindern, das bei solch hohen Drehzahlen des schwimmenden Ringelementes die Gefahr entsteht, dass gefährliche Schwingungen auftreten, die durch einen Wirbel in dem Schmierfilm und große Lastwechsel am Abgasturbolader hervorgerufen werden können. Durch die damit einhergehende verminderte Dämpfung und Steifigkeit der Wellenbewegung kann es letztlich zu einem erhöhten Verschleiß bzw. Abrieb an der Grenzfläche zwischen dem Ringelement und der Welle kommen.If it comes in an undesirable manner that in an exhaust gas turbocharger, the speed of a floating ring element of the slide bearing assembly approaches the shaft at very high speeds, with increased wear at the interfaces between the ring member and the shaft and between the ring member and the housing expected. It is also to prevent the risk arises at such high speeds of the floating ring element that dangerous vibrations occur, which can be caused by a vortex in the lubricating film and large load changes on the exhaust gas turbocharger. The concomitant reduced damping and rigidity of the shaft movement can ultimately lead to increased wear or abrasion at the interface between the ring element and the shaft.

Zur angemessenen Vermeidung eines solchen Problems weist eine Gleitlageranordnung bei einem Abgasturbolader gemäß der DE 195 39 678 A1 ein vollständig schwimmendes Ringelement auf, welches drehbar zwischen einer Welle und einem stationären Gehäuse angeordnet ist. In einem Ausführungsbeispiel ist ein einzelner Ölspeisedurchlass in dem stationären Gehäuse und eine Anzahl von radial angeordneten Ölübertragungsdurchlässen in dem vollständig schwimmenden Gleitlager vorgesehen. Der Winkel des Gehäusedurchlasses ist relativ zu den Durchbrüchen derart gewählt, das, dass zwischen den Durchlässen strömendes Öl einen Drehimpuls bzw. ein Drehmoment an das Ringelement entgegengesetzt zu der Wellendrehung überträgt bzw. erzeugt, um die Drehgeschwindigkeit des Ringelementes zu verlangsamen. Alternativ kann der Gehäusedurchlass radial angeordnet sein und die Durchbrüche können unter einem Winkel relativ zu dem Gehäusedurchlass geneigt sein, um einen Drehimpuls auf das Ringelement in einer Richtung entgegengesetzt zu der Drehrichtung der Welle zu übertragen. Der Gehäusedurchlass als auch die Durchbrüche können aber auch geneigt sein und zwar relativ zueinander, um einen Drehimpuls bzw. ein Drehmoment an das Ringelementes in einer Richtung entgegengesetzt zu der Drehrichtung der Welle zu übertragen bzw. zu erzeugen. Auf diese Weise kann also die Drehgeschwindigkeit des Ringelementes verringert werden, während die Dämpfung und die Steifigkeit der Wellenbewegung aufrechterhalten werden soll, und zwar ohne den Verschleiß an den Grenzflächen zwischen dem Radialgleitlager und der Welle und zwischen dem Radialgleitlager und dem stationären Gehäuse zu erhöhen.To adequately avoid such a problem, a sliding bearing assembly in an exhaust gas turbocharger according to DE 195 39 678 A1 a fully floating ring member rotatably disposed between a shaft and a stationary housing. In one embodiment, a single oil feed passage is provided in the stationary housing and a number of radially disposed oil transfer passages are provided in the fully floating slide bearing. The angle of the housing passage is selected relative to the apertures such that oil flowing between the passages transmits an angular momentum or torque to the annular element opposite to the shaft rotation to slow the rotational speed of the annular element. Alternatively, the housing passage may be disposed radially and the apertures may be inclined at an angle relative to the housing passage to transmit an angular momentum to the ring member in a direction opposite to the direction of rotation of the shaft. The housing passage and the apertures may also be inclined relative to one another in order to transmit or generate an angular momentum or torque to the ring element in a direction opposite to the direction of rotation of the shaft. In this way, therefore, the rotational speed of the ring member can be reduced, while the damping and the rigidity of the wave motion is to be maintained, without increasing the wear on the interfaces between the radial sliding bearing and the shaft and between the radial sliding bearing and the stationary housing.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel einer Ausgestaltung der Durchbrüche beschreibt die DE 10 2012 108 973 A1 , die Kanallängsachse mindestens in einem Bereich der Mündung derart auszurichten, dass eine, mit Hilfe eines virtuellen kartesischen Achsensystems zur Längsachse der ersten Aufnahmeöffnung ausgerichtete Querachse der ersten Aufnahmeöffnung mit einer virtuellen Verlängerung der Kanallängsachse einen Winkel bildet. Der Winkel weist einen Wert auf, welcher um mindestens 10° von einem Wert entsprechend 90° abweicht. Mit anderen Worten heißt das, dass zur Erzeugung der Geschwindigkeitsumfangskomponente, der Schmiermittelkanal zumindest im Bereich der Mündung eine Neigung gegenüber einer Querachse einer Querschnittfläche der ersten Aufnahmeöffnung aufweisen soll. Des Weiteren ist es nicht notwendig, dass die Kanallängsachse über eine Gesamtlänge des Schmiermittelkanals den Winkel aufweisend ausgebildet ist, sondern zur Erzeugung der gewünschten Geschwindigkeitsumfangskomponente ist es ausreichend, wenn die entsprechende Ausgestaltung im Bereich der Mündung vorliegt.In a further embodiment of an embodiment of the apertures describes the DE 10 2012 108 973 A1 in that the channel longitudinal axis is aligned at least in a region of the mouth such that a transverse axis of the first receiving opening aligned with the aid of a virtual Cartesian axis system to the longitudinal axis of the first receiving opening forms an angle with a virtual extension of the channel longitudinal axis. The angle has a value which deviates by at least 10 ° from a value corresponding to 90 °. In other words, to produce the velocity-circumferential component, the lubricant channel should have an inclination relative to a transverse axis of a cross-sectional area of the first receiving opening, at least in the area of the orifice. Furthermore, it is not necessary that the channel longitudinal axis over an entire length of the lubricant channel is formed having the angle, but for generating the desired speed peripheral component, it is sufficient if the corresponding configuration is present in the region of the mouth.

Des Weiteren sind aus dem Stand der Technik schon sogenannte Mehrflächenradiallager bekannt, die im Wesentlichen eine elliptische, Welle gerichtete Lagerfläche aufweisen. Ein solches in einem Getriebe einsetzbares Mehrflächenradiallager beschreibt auch bereits die DE 101 42 303 A1 , deren charakteristisches Merkmal sind die von üblichen zylindrischen Gleitlagern abweichende, unrunde Form der Lagerbohrung darstellt. Diese Lagerbohrung besteht aus zwei oder mehr Lagerfläche, insbesondere Kreisbögen. Der Radius der Grundflächen ist um einen bestimmten Betrag größer als derjenige der Welle. Durch diese Radien Differenz entsteht in jedem Kreisbogen ein verengender Spalt, der jeweils mit seiner größten Weite an einer axial eingearbeiteten Schmiernut beginnt und dessen engste Stelle meist in der Mitte der Lagerfläche liegt. Bei einsetzender Drehbewegung der Welle wird das Schmiermittel infolge seiner Haftwirkung in den in Drehrichtung verengten Schmierspalt gezogen. Zwischen Welle und Lagerschale baut sich eine Druckzone auf, sodass die Welle von der Lagerschale abhebt und die Welle im Bereich der hydrodynamischen Schmierung läuft. Darüber hinaus ist aus der DE 10 2006 033 397 A1 eine gattungsgemäße Gleitlageranordnung für einen Abgasturbolader bekannt, das besonders zur Lagerung der mit hoher Drehzahl drehenden Welle geeignet sein soll. Hierbei ist ein nach Verformung eine elliptische, zur Welle hin gerichtete Lagerfläche aufweisendes Ringelement vorgesehen, dass in einem stationären Gehäuse beweglich angeordnet ist. Abgesehen von der schwierigen Herstellung weist diese Gleitlageranordnung immer noch nicht die gewünschten Dämpfungseigenschaften bei hohen Drehzahlen auf.Furthermore, so-called multi-surface radial bearings are already known from the prior art, which essentially have an elliptical, shaft-directed bearing surface. Such a usable in a transmission multi-surface radial bearing already describes the DE 101 42 303 A1 , whose characteristic feature are the deviating from usual cylindrical plain bearings, represents non-circular shape of the bearing bore. This bearing bore consists of two or more bearing surface, in particular circular arcs. The radius of the bases is larger by a certain amount than that of the shaft. Due to this difference in radius, a narrowing gap is created in each circular arc, each of which begins with its greatest width at an axially machined lubrication groove and whose narrowest point is usually in the center of the bearing surface. When the rotational movement of the shaft starts, the lubricant is drawn into the lubricating gap narrowed in the direction of rotation due to its adhesive action. Between the shaft and bearing shell, a pressure zone builds up, so that the shaft lifts off from the bearing shell and the shaft runs in the area of hydrodynamic lubrication. In addition, from the DE 10 2006 033 397 A1 a generic sliding bearing assembly for an exhaust gas turbocharger known, which should be particularly suitable for supporting the rotating at high speed shaft. Here, after deformation, an elliptical bearing surface directed toward the shaft is provided, which is movably arranged in a stationary housing. Apart from the difficult production, this slide bearing assembly still does not have the desired damping properties at high speeds.

Vor diesem Hintergrund dieser Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gleitlageranordnung, insbesondere für einen Turbolader zu schaffen die unerwünschte Schwingungen unterbindet. Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine kostengünstige Lagerung des Turboladers zu schaffen, mit der Verschleiß der Lagerung minimiert wird.Against this background of this invention, the object is to provide a sliding bearing assembly, in particular for a turbocharger which prevents unwanted vibrations. Furthermore, the invention has for its object to provide a cost-effective storage of the turbocharger, with the wear of the storage is minimized.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Lagerflächen jeweils in Bezug auf den Mittelpunkt des Ringelementes einen sich in Drehrichtung der Welle stetig verringernden Radius r aufweisen.This object is achieved in that the bearing surfaces in each case with respect to the center of the ring element have a steadily decreasing in the direction of rotation of the shaft radius r.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform wird dadurch bereitgestellt, dass das Ringelement eine Außenkontur aufweist, die der Innenkontur entspricht, so dass jede Lagerfläche einem Flächenbereich zugeordnet ist, der eine konstante Wandstärke aufweist und der zum benachbarten Flächenbereich einen Übergangsbereich aufweist. Dabei kann der Übergangsbereich durch Radien gleichmäßig ausgeführt sein. Es ist jedoch auch möglich, wie später im Ausführungsbeispiel dargestellt, dass der Übergangsbereich eine größerer Wandstärke aufweist. Hierdurch ist es möglich, dass das Mehrflächengleitlager in der Innenkontur und Außenkontur jeweils mit drei Lagerflächen ausgeführt ist, wobei die jeweiligen Flächenmitten über den Umfang gleichverteilt sind. Dadurch ist es bei der erfindungsgemäßen Gleitlageranordnung theoretisch möglich, jeweils an drei Stellen, welche zu 120° versetzt sind, zwischen Gehäuse und Ringelement sowie zwischen Ringelement und Welle einen hydrodynamischen Druck aufzubauen. Hierdurch wird immer alle 60° ein abstützendes Druckpolster erzeugt. Dadurch, dass die Gleitlageranordnung auf eine Drehrichtung beschränkt ist, können. durch die besondere Ausführung der Lagerflächen große Kräfte aufgenommen werden. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass je mehr konstruktiv ausgebildete Lagerflächen ein Mehrflächenlager aufweist, desto zuverlässiger eine zentrische Lage erreicht werden kann. Hierdurch werden die Lagerflächen jedoch kürzer, so dass die Belastbarkeit des Lagers theoretisch verringert wird. Durch das Vorsehen der Übergangsbereiche wird jedoch eine hohe Belastbarkeit gewährleistet und kann die Wandstärke des Ringelementes in den Flächenbereichen konstant bleiben. Durch diese Maßnahmen wird insbesondere eine sehr hohe Laufruhe der Welle möglich, was zu wesentlich vermindertem Verschleiß führt. Dadurch kommt die Welle während Belastung wechseln weniger in Gefahr mit etwas in Kontakt zu kommen wo durch Verschleiß an der Welle entsteht. Gegenüber einer konventionellen Gleitlageranordnung mit einem konstanten Kreisquerschnitt innen und außen, wie in 1 dargestellt, lässt sich so die Auswendung der Welle auf ein Minimum beschränken. Damit kann das Gesamtlagerspiel der Gleitlager noch einmal reduziert werden, so dass auch der Ölverbrauch des Lagers minimiert werden kann.A particularly advantageous embodiment is provided in that the ring element has an outer contour which corresponds to the inner contour, so that each bearing surface is assigned to a surface region which has a constant wall thickness and which has a transition region to the adjacent surface region. In this case, the transition region can be made uniform by radii. However, it is also possible, as shown later in the exemplary embodiment, that the transition region has a greater wall thickness. This makes it possible that the Mehrflächengleitlager is executed in the inner contour and outer contour each with three bearing surfaces, wherein the respective surface centers are distributed uniformly over the circumference. This makes it theoretically possible in the sliding bearing assembly according to the invention, in each case at three points, which are offset by 120 °, to build up a hydrodynamic pressure between the housing and the ring element and between the ring element and the shaft. As a result, a supporting pressure pad is always generated every 60 °. The fact that the sliding bearing assembly is limited to one direction of rotation, can. large forces are absorbed by the special design of the bearing surfaces. It should be noted that the more constructive trained bearing surfaces has a multi-surface bearing, the more reliable a centric position can be achieved. As a result, however, the bearing surfaces are shorter, so that the load capacity of the bearing is theoretically reduced. By providing the transition areas, however, a high load capacity is ensured and the wall thickness of the ring element can remain constant in the surface areas. By these measures, in particular a very high smoothness of the shaft is possible, resulting in significantly reduced wear. As a result, changing the shaft during load makes it less likely to come in contact with something that is caused by wear on the shaft. Compared to a conventional plain bearing arrangement with a constant circular cross-section inside and outside, as in 1 Thus, the use of the wave can be kept to a minimum. Thus, the total bearing clearance of the bearings can be reduced again, so that the oil consumption of the bearing can be minimized.

Ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Lageranordnung kann Sintern sein. So kann durch diesen Fertigungsprozess ein hoch präzises Teil gefertigt werden, dass nicht mehr nachbereitet werden muss. Des Weiteren ist es möglich, verschiedene Metalle im Pulverzustand vor dem Sintern des Gleitlagers zu kombinieren. Ein weiteres Verfahren zur Herstellung einer solchen Lageranordnung kann das Stranggießen oder Strangpressen sein.A method of making such a bearing assembly may be sintering. Thus, this manufacturing process can be used to produce a high-precision part that does not need to be reworked. Furthermore, it is possible to combine various metals in the powder state before sintering the plain bearing. Another method of making such a bearing assembly may be continuous casting or extrusion.

Ein weiteres Verfahren zur Herstellung einer solchen Lageranordnung kann durch Umformen eines rohrförmigen Querschnitt sein. Durch einen kostengünstigeren Urumformprozess kann das Augenmerk auf eine höhere Präzision bei der Nachbearbeitung gelegt werden.Another method of making such a bearing assembly may be by forming a tubular cross-section. A more cost-effective primary forming process can pay attention to greater precision in post-processing.

Dadurch, dass ein Lagersystem mit zwei Gleitlageranordnung als einteiliges Bauteil ausgebildet ist, ist eine höhere Belastung gegenüber einer herkömmlichen Gleitlageranordnung möglich und es ist eine kostengünstigere und kompaktere Ausführung der Gleitlageranordnung möglich. Zusätzlich ist vorteilhaft, dass durch eine einteilige Bauform der Montageaufwand verringert werden kann.Characterized in that a bearing system with two sliding bearing assembly is formed as a one-piece component, a higher load compared to a conventional slide bearing assembly is possible and it is a cheaper and more compact design of the slide bearing assembly possible. In addition, it is advantageous that the installation effort can be reduced by a one-piece design.

In vorteilhafter Weise weist das Ringelement Durchbrüche auf, durch die das Schmiermittel zwischen Welle und das Ringelement gelangt. Besonders vorteilhaft ist der Einsatz der erfindungsgemäßen Gleitlageranordnung in einem Abgasturbolader. Hierdurch sind zwischen den Verdichter- und Turbinenlaufrädern und dem Abgasturboladergehäuse noch kleinere Spalte möglich, wodurch der Gesamtwirkungsgrad des Turboladers wesentlich gesteigert werden kann, da über größere Spalte Strömungsverluste im Abgasturbolader entstehen. Durch die bessere Zentrierung der Welle in der Gleitlageranordnung mit innen und außen vorgesehenen Mehrflächen-Lagerflächen wird bei extremen Lastwechseln des Laders auch kein Kontakt des Ringelementes zur Welle oder zum Gehäuse verursacht.Advantageously, the ring element has openings through which the lubricant passes between the shaft and the ring element. Particularly advantageous is the use of the sliding bearing assembly according to the invention in an exhaust gas turbocharger. As a result, even smaller gaps are possible between the compressor and turbine wheels and the exhaust gas turbocharger housing, whereby the overall efficiency of the turbocharger can be significantly increased, as arise over larger gaps flow losses in the exhaust gas turbocharger. Due to the better centering of the shaft in the slide bearing arrangement with internally and externally provided multi-surface bearing surfaces, no contact of the ring element with the shaft or with the housing is caused under extreme load changes of the supercharger.

Die Erfindung lässt mehrere Ausführungsformen zu und wird anhand der nachfolgenden Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigt:The invention allows for several embodiments and will be explained in more detail with reference to the following drawings. Hereby shows:

1 eine Schnittansicht einer herkömmlichen Gleitlageranordnung während des Einsatzes, 1 a sectional view of a conventional slide bearing assembly during use,

2 eine Schnittansicht einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform eines Lagersystems eines Abgasturboladers, 2 a sectional view of a first embodiment according to the invention of a bearing system of an exhaust gas turbocharger,

3 eine Querschnitts- und eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Gleitlageranordnung, 3 a cross-sectional and a side view of the sliding bearing assembly according to the invention,

4 eine schematische Ansicht des Ringelementes mit dem innen und außen anliegenden und sich bei Drehung aufbauenden hydrodynamischen Radialdruckverläufen, und 4 a schematic view of the ring member with the inside and outside adjacent and build up during rotation hydrodynamic radial pressure curves, and

5 eine Schnittansicht einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform eines Lagersystems eines Abgasturboladers. 5 a sectional view of a second embodiment according to the invention of a storage system of an exhaust gas turbocharger.

1 zeigt eine Gleitlageranordnung 2 gemäß dem Stand der Technik in einem Abgasturbolader 1 (siehe 2 und 5). Die Gleitlageranordnung 2 ist vollständig schwimmend ausgebildet mit einem stationären Gehäuse 4, dass auf bekannte Weise einen Gehäusedurchlass 26 besitzt) und einer rotationsbeweglich angeordneten Welle 6. Während die Welle 6 im Betrieb eine Drehzahl n1 besitzt, dreht ein Ringelement 8 mit einer Drehzahl von nur n2. Dieser Betriebszustand zeigt auch gut die verengenden Spalte 10 und die daraus resultierende Verschiebung e1 einer Gehäuseachse 12 zu einer Ringelementachse 14 und einer Wellenachse 16. 1 shows a sliding bearing assembly 2 according to the prior art in an exhaust gas turbocharger 1 (please refer 2 and 5 ). The sliding bearing arrangement 2 is completely floating with a stationary housing 4 in that in known manner a housing passage 26 owns) and a rotatably arranged wave 6 , While the wave 6 has a rotational speed n1 in operation, rotates a ring element 8th at a speed of only n2. This operating condition also shows well the narrowing column 10 and the resulting displacement e1 of a housing axis 12 to a ring element axis 14 and a shaft axis 16 ,

2 zeigt ein Lagersystem eines Abgasturboladers 1. Die Welle 6 ist durch ein Axiallager 18 und zwei erfindungsgemäße radiale Gleitlageranordnungen 20, 22 gelagert, die Gleitlageranordnungen 20, 22 werden durch eine Distanzbuchse 24 auf Abstand gehalten. Durch einen Gehäusedurchlass 26 gelangt Schmiermittel zu dem Axiallager 18 und Gleitlageranordnungen 20, 22. Die Durchbrüche 28 ermöglichen, dass Schmiermittel auch in die Gleitlageranordnungen 20, 22 gelangt. 2 shows a storage system of an exhaust gas turbocharger 1 , The wave 6 is through a thrust bearing 18 and two radial sliding bearing arrangements according to the invention 20 . 22 stored, the slide bearing arrangements 20 . 22 be through a distance bush 24 kept at a distance. Through a housing passage 26 lubricant reaches the thrust bearing 18 and slide bearing arrangements 20 . 22 , The breakthroughs 28 also allow lubricant in the slide bearing arrangements 20 . 22 arrives.

3 zeigt die erfindungsgemäße Gleitlageranordnung 20 für einen Abgasturbolader 1 mit einem stationären Lagergehäuse 4 und einer im Ringelement 8 rotationsbeweglich angeordneten Welle 6 in einer Querschnittsansicht sowie in einer Seitenansicht. Das Ringelement 8 weist eine Innenkontur 29 mit drei nach innen wirkenden Lagerflächen 30, 32, 34 und eine Außenkontur 37 mit drei nach außen wirkenden Lagerflächen 31, 33, 35 auf, die jeweils in Bezug auf den Mittelpunkt des Ringelementes 8 einen sich in Drehrichtung der Welle 6 stetig verringernden Radius r besitzen. Jede Lagerfläche 30, 31; 32, 33; 34, 35 ist auf einem Flächenbereich 38 mit konstanter Wandstärke angeordnet, wobei jeder Flächenbereich 38 zum benachbarten Flächenbereich 38 einen Übergangsbereich 36 mit größerer Wandstärke aufweist. Betrachtet man hier die mögliche Verschiebung e2 der Gehäuseachse 12 und der Wellenachse 16 sieht man, dass sie hier im Vergleich zu 1 wesentlich kleiner ist. In der Gleitlageranordnung 20 befinden sich mehrere Durchbrüche 28, wobei die Durchbrüche 28 es dem Schmiermittel ermöglichen, aus dem Gehäusedurchlass 26 leichter von außen nach innen zur Welle 6 zu fließen. Das Schmiermittel baut sich an den verengenden Spalten 10 einen Schmierfilm auf, wodurch die Welle 6 sowie das Ringelement 8 selbst abgestützt werden. 3 shows the sliding bearing assembly according to the invention 20 for an exhaust gas turbocharger 1 with a stationary bearing housing 4 and one in the ring element 8th rotatably mounted shaft 6 in a cross-sectional view and in a side view. The ring element 8th has an inner contour 29 with three inward-acting storage areas 30 . 32 . 34 and an outer contour 37 with three outward acting storage areas 31 . 33 . 35 on, each with respect to the center of the ring element 8th a in the direction of rotation of the shaft 6 have steadily decreasing radius r. Every storage area 30 . 31 ; 32 . 33 ; 34 . 35 is on a surface area 38 arranged with constant wall thickness, with each surface area 38 to the adjacent surface area 38 a transition area 36 having greater wall thickness. Consider here the possible displacement e2 of the housing axis 12 and the shaft axis 16 you can see that they are here compared to 1 is much smaller. In the slide bearing arrangement 20 There are several breakthroughs 28 , where the breakthroughs 28 allow the lubricant out of the housing passage 26 easier from outside to inside to the shaft 6 to flow. The lubricant builds up on the narrowing gaps 10 a lubricating film, causing the shaft 6 as well as the ring element 8th be self-supported.

4 zeigt ein im Uhrzeigersinn drehendes, vollständig schwimmendes Ringelement 8. Das Ringelement 8 baut an mehreren Stellen gleichzeitig Radialdruckverläufe 40 auf, um die Belastung durch eine Turbine auf die Welle 6 abzustützen und sie zentriert zu halten. Dabei wirken zwei innere Druckzonen 42 einer äußeren Druckzone 44 entgegen und umgekehrt zwei äußere Druckzonen 44 einer inneren Druckzone 42 entgegen um das Ringelement 8 zu stabilisieren. 4 shows a clockwise rotating, fully floating ring element 8th , The ring element 8th builds radial pressure curves at several points at the same time 40 on to the load through a turbine on the shaft 6 support and keep it centered. There are two internal pressure zones 42 an outer pressure zone 44 opposite and vice versa two outer pressure zones 44 an inner pressure zone 42 against the ring element 8th to stabilize.

5 zeigt eine Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform eines Lagersystems eines Abgasturboladers. Hier wurden die Gleitlageranordnungen 20, 22 und die Distanzbuchse 24 durch eine kombinierte Variante mit einem einteiligen Gleitlageranordnung 46 ersetzt. 5 shows a sectional view of a second embodiment of a storage system of an exhaust gas turbocharger. Here were the slide bearing arrangements 20 . 22 and the distance bush 24 by a combined variant with a one-piece slide bearing arrangement 46 replaced.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 19539678 A1 [0005]
DE 102012108973 A1 [0006]
DE 10142303 A1 [0007]
DE 102006033397 A1 [0007]

Claims

Slide bearing arrangement for high rotating shafts ( 6 ) in the motor vehicle area with a stationary housing ( 4 ), in which a rotationally movable ring element ( 8th ) is provided that in turn the shaft ( 6 ) receives rotationally movable, wherein the ring element ( 8th ) to the shaft ( 6 ) directed an inner contour ( 29 ) with at least three storage areas ( 30 . 32 . 34 ), characterized in that the bearing surfaces ( 30 . 32 . 34 ) in each case with respect to the center of the ring element ( 8th ) in the direction of rotation of the shaft ( 6 ) have continuously decreasing radius r.

Slide bearing arrangement according to claim 1, characterized in that the ring element ( 8th ) an outer contour ( 37 ), which the inner contour ( 29 ), so that each storage area ( 30 . 31 ; 32 . 33 ; 34 . 35 ) a surface area ( 38 ), which has a constant wall thickness and which is adjacent to the area ( 38 ) a transitional area ( 36 ) having.

Slide bearing arrangement according to claims 1 or 2, characterized in that the ring element ( 8th ) is designed as a sintered part.

Slide bearing arrangement according to claims 1 or 2, characterized in that the ring element ( 8th ) is designed as a continuous casting or extrusion.

Slide bearing arrangement according to claims 1 or 2, characterized in that the ring element ( 8th ) is made by forming a tubular cross-section.

Slide bearing arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the ring element ( 8th ) Breakthroughs ( 28 ), through which the lubricant between shaft ( 6 ) and the ring element ( 8th ).

Bearing system with two slide bearing arrangements according to one of the preceding claims, characterized in that the two slide bearing arrangements form a one-part bearing system ( 46 ) form.

Exhaust gas turbocharger with a sliding bearing arrangement according to one of the preceding claims.