DE102014214267A1 - Bearing arrangement for a rotor shaft and method for producing a bearing outer ring for such a bearing assembly - Google Patents

Bearing arrangement for a rotor shaft and method for producing a bearing outer ring for such a bearing assembly Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung (1) für eine Rotorwelle, insbesondere eines Abgasturboladers, mit zwei axial beabstandet zwischen einer Gehäusebohrung und der Rotorwelle angeordneten Wälzlagern (2, 3), die einen gemeinsamen Lageraußenring (4) mit mindestens zwei weitgehend radialen Einspeiseöffnungen (7, 8) zur Zufuhr von Schmier- und Kühlöl zu den Wälzlagern (2, 3) aufweisen, wobei die Einspeiseöffnungen (7, 8) jeweils axial innen benachbart zu dem zugeordneten Wälzlager (2, 3) angeordnet sind sowie einen kreisrunden Drosselquerschnitt mit einem Kerndurchmesser (dK) aufweisen. Zur kostengünstigen Herstellung des Lageraußenrings (4) ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Einspeiseöffnungen (7, 8) jeweils als eine zylindrische Stufenbohrung mit einem radial äußeren Bohrungsabschnitt (11) und einem radial inneren Bohrungsabschnitt (12) ausgebildet sind, wobei der radial äußere Bohrungsabschnitt (11) einen deutlich größeren Durchmesser (dA) als den Kerndurchmesser (dK) aufweist und bis an eine Restwandstärke (tR) des Lageraußenrings (4) heranreicht, und bei welcher der radial innere Bohrungsabschnitt (12) den Kerndurchmesser (dK) aufweist sowie über die Restwandstärke (tR) des Lageraußenrings (4) verläuft.The invention relates to a bearing arrangement (1) for a rotor shaft, in particular an exhaust gas turbocharger, with two rolling bearings (2, 3) arranged axially spaced between a housing bore and the rotor shaft and having a common bearing outer ring (4) with at least two largely radial feed openings (7, 8) for supplying lubricating and cooling oil to the roller bearings (2, 3), wherein the feed openings (7, 8) each axially inwardly adjacent to the associated rolling bearing (2, 3) are arranged and a circular throttle cross section with a core diameter ( dK). For cost-effective production of the bearing outer ring (4) according to the invention it is provided that the feed openings (7, 8) each as a cylindrical stepped bore having a radially outer bore portion (11) and a radially inner bore portion (12) are formed, wherein the radially outer bore portion ( 11) has a significantly larger diameter (dA) than the core diameter (dK) and reaches to a residual wall thickness (tR) of the bearing outer ring (4), and wherein the radially inner bore portion (12) has the core diameter (dK) and on the Residual wall thickness (tR) of the bearing outer ring (4) runs.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung für eine Rotorwelle, insbesondere eines Abgasturboladers, mit zwei axial beabstandet zwischen einer Gehäusebohrung und der Rotorwelle angeordneten Wälzlagern, die einen gemeinsamen Lageraußenring mit mindestens zwei weitgehend radialen Einspeiseöffnungen zur Zufuhr von Schmier- und Kühlöl zu den Wälzlagern aufweisen, wobei die Einspeiseöffnungen jeweils axial innen benachbart zu dem zugeordneten Wälzlager angeordnet sind sowie einen kreisrunden Drosselquerschnitt mit einem Kerndurchmesser aufweisen. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Lageraußenrings für eine Lageranordnung einer Rotorwelle der vorgenannten Bauart.The invention relates to a bearing assembly for a rotor shaft, in particular an exhaust gas turbocharger, with two axially spaced between a housing bore and the rotor shaft bearings disposed having a common bearing outer ring with at least two substantially radial feed ports for supplying lubricating and cooling oil to the rolling bearings, wherein the Inlet openings are arranged axially inwardly adjacent to the associated rolling bearing and have a circular throttle cross-section with a core diameter. Moreover, the invention relates to a method for producing a bearing outer ring for a bearing assembly of a rotor shaft of the aforementioned type.

Die Lagerung von schnell drehenden Rotorwellen kann bekanntlich durch Gleitlager, durch Wälzlager, oder durch eine Kombination aus beiden Lagerbauarten bewerkstelligt werden. Bei relativ kleinen Abgasturboladern von Verbrennungsmotoren, die bei Personenfahrzeugen und leichten Nutzfahrzeugen zur Anwendung kommen, ist die Lagerung der das Turbinenrad mit dem Verdichterrad verbindenden Rotorwelle meistens durch zwei axial beabstandet zwischen einer Gehäusebohrung und der Rotorwelle angeordnete Wälzlager, insbesondere Schrägkugellager, mit einem gemeinsamen Lageraußenring gebildet. Aufgrund der hohen Drehzahl der Rotorwelle eines Abgasturboladers und der hohen thermischen Belastung durch das nahe liegende, im heißen Abgasstrom laufende Turbinenrad wird den Wälzlagern zur Schmierung und Kühlung häufig Motor- oder Hydrauliköl zugeführt.The storage of fast rotating rotor shafts can be accomplished by sliding bearings, by rolling bearings, or by a combination of two types of bearings known. In relatively small exhaust gas turbochargers of internal combustion engines, which are used in passenger vehicles and light commercial vehicles, the bearing of the rotor shaft connecting the turbine wheel with the compressor is usually formed by two axially spaced between a housing bore and the rotor shaft roller bearings, in particular angular contact ball bearings, formed with a common bearing outer ring , Due to the high rotational speed of the rotor shaft of an exhaust-gas turbocharger and the high thermal load due to the nearby turbine wheel running in the hot exhaust-gas stream, motor or hydraulic oil is frequently fed to the roller bearings for lubrication and cooling.

Bei einer aus der DE 10 2008 020 067 A1 bekannten Lageranordnung der Rotorwelle eines Abgasturboladers wird den Wälzlagern über eine in eine zentrale Radialbohrung des Ladergehäuses eingesetzte Düse ein Schmier- und Kühlöl zugeführt. Der Düsenkörper ragt derart durch eine Radialbohrung des Lageraußenrings nach innen, dass die Düsenöffnung bei drehender Rotorwelle wechselweise einer von mehreren ringförmig angeordneten Öffnungen zwischen den beiden Lagerinnenringen radial gegenübersteht. Die weitere Verteilung des Schmier- und Kühlöls erfolgt innerhalb eines von den Lagerinnenringen und der Rotorwelle begrenzten ringförmigen Hohlraums durch einen keilförmigen Ringsteg der Rotorwelle und jeweils mindestens eine Austrittsöffnung, die in dem jeweiligen Lagerinnenring unmittelbar axial benachbart zu dem betreffenden Wälzlager angeordnet ist.At one of the DE 10 2008 020 067 A1 Known bearing arrangement of the rotor shaft of an exhaust gas turbocharger is the rolling bearings via a nozzle inserted into a central radial bore of the supercharger housing a lubricating and cooling oil supplied. The nozzle body protrudes inwardly through a radial bore of the bearing outer ring in such a way that, when the rotor shaft rotates, the nozzle opening alternately radially faces one of a plurality of annularly arranged openings between the two bearing inner rings. The further distribution of the lubricating and cooling oil takes place within a limited by the bearing inner rings and the rotor shaft annular cavity by a wedge-shaped annular web of the rotor shaft and in each case at least one outlet opening which is arranged in the respective bearing inner ring directly axially adjacent to the respective rolling bearing.

Eine wesentlich einfacher aufgebaute und entsprechend kostengünstiger herstellbare Lageranordnung der Rotorwelle eines Abgasturboladers ist in der DE 10 2010 019 528 A1 beschrieben. Bei dieser bekannten Lageranordnung wird den Wälzlagern das Schmier- und Kühlöl über jeweils einen von einer zentralen Radialbohrung des Ladergehäuses abzweigenden Ölkanal und eine weitgehend radiale Einspeiseöffnung in dem Lageraußenring zugeführt, wobei die Einspeiseöffnungen jeweils axial innen benachbart zu dem zugeordneten Wälzlager angeordnet sind und einen kreisrunden Drosselquerschnitt mit einem Kerndurchmesser aufweisen.A much simpler structure and correspondingly less expensive manufacturable bearing arrangement of the rotor shaft of an exhaust gas turbocharger is in the DE 10 2010 019 528 A1 described. In this known bearing arrangement, the rolling bearings are supplied with the lubricating and cooling oil via a respective branched from a central radial bore of the supercharger housing oil passage and a substantially radial feed opening in the bearing outer ring, wherein the feed openings are arranged axially inwardly adjacent to the associated bearings and a circular throttle cross-section having a core diameter.

Bislang werden die Einspeiseöffnungen vor dem Härten des Lageraußenrings mittels eines Spiralbohrers und somit mit konstantem Kerndurchmesser in den Lageraußenring gebohrt. Da das Material des Lageraußenrings, bei dem es sich aufgrund der thermischen Belastung um einen warmfesten Wälzlagerstahl wie zum Beispiel M50 oder M50NiL handelt, auch vor dem Härten schon relativ hart ist, und der Kerndurchmesser der Einspeiseöffnung zur Dosierung des unter Druck stehenden Schmier- und Kühlöls mit einer Größe unter 1 mm relativ klein ist, kommt es zu einem vergleichsweise schnellen Verschleiß der verwendeten Spiralbohrer. Hierdurch wird eine automatisierte und entsprechend kostengünstige mechanische Bearbeitung des Lageraußenrings in einem Bearbeitungszentrum erheblich behindert und verteuert.So far, the feed openings are drilled before hardening of the bearing outer ring by means of a twist drill and thus with a constant core diameter in the bearing outer ring. Since the material of the bearing outer ring, which is due to the thermal load to a heat-resistant bearing steel such as M50 or M50NiL, even before curing is already relatively hard, and the core diameter of the feed port for metering the pressurized lubricating and cooling oil with a size smaller than 1 mm is relatively small, it comes to a relatively rapid wear of the twist drills used. As a result, an automated and correspondingly cost-effective mechanical machining of the bearing outer ring in a machining center is considerably hindered and made more expensive.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Lageranordnung für eine Rotorwelle der eingangs genannten Bauart sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Lageraußenrings für eine derartige Lageranordnung vorzustellen, mit denen die genannten Fertigungsprobleme vermieden beziehungsweise die Herstellkosten deutlich reduziert werden können.The invention is therefore based on the object to present a bearing arrangement for a rotor shaft of the type mentioned above and a method for producing a bearing outer ring for such a bearing arrangement with which said production problems can be avoided or the production costs can be significantly reduced.

Die Lösung dieser Aufgabe wird erreicht mit einer Lageranordnung für eine Rotorwelle, insbesondere eines Abgasturboladers, welche zwei axial beabstandet zwischen einer Gehäusebohrung und der Rotorwelle angeordnete Wälzlager aufweist, die einen gemeinsamen Lageraußenring mit mindestens zwei weitgehend radialen Einspeiseöffnungen zur Zufuhr von Schmier- und Kühlöl zu den Wälzlagern aufweisen, wobei die Einspeiseöffnungen jeweils axial innen benachbart zu dem zugeordneten Wälzlager angeordnet sind sowie einen kreisrunden Drosselquerschnitt mit einem Kerndurchmesser aufweisen. Bei dieser Lageranordnung ist gemäß der Erfindung vorgesehen, dass die Einspeiseöffnungen jeweils als eine zylindrische Stufenbohrung mit einem radial äußeren Bohrungsabschnitt und einem radial inneren Bohrungsabschnitt ausgebildet sind, wobei der radial äußere Bohrungsabschnitt einen deutlich größeren Durchmesser als den Kerndurchmesser aufweist sowie bis an eine Restwandstärke des Lageraußenrings heranreicht, und wobei der radial innere Bohrungsabschnitt den Kerndurchmesser aufweist und über die Restwandstärke des Lageraußenrings verläuft.The solution to this problem is achieved with a bearing arrangement for a rotor shaft, in particular an exhaust gas turbocharger, which has two axially spaced between a housing bore and the rotor shaft arranged rolling bearing having a common bearing outer ring with at least two largely radial feed ports for supplying lubricating and cooling oil to the Have rolling bearings, wherein the feed openings are each disposed axially inwardly adjacent to the associated rolling bearing and have a circular throttle cross-section with a core diameter. In this bearing arrangement is provided according to the invention that the feed ports are each formed as a cylindrical stepped bore with a radially outer bore portion and a radially inner bore portion, wherein the radially outer bore portion has a significantly larger diameter than the core diameter and up to a residual wall thickness of the bearing outer ring reaches, and wherein the radially inner bore portion has the core diameter and extends over the residual wall thickness of the bearing outer ring.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Lageranordnung sind Gegenstand der zugeordneten Unteransprüche. Advantageous embodiments and further developments of the bearing arrangement according to the invention are the subject of the associated subclaims.

Ein diesbezügliches Verfahren dient zur Herstellung eines Lageraußenrings für eine Lageranordnung einer Rotorwelle, insbesondere eines Abgasturboladers, mit zwei axial beabstandet zwischen einer Gehäusebohrung und der Rotorwelle angeordneten Wälzlagern, die einen gemeinsamen Lageraußenring mit mindestens zwei weitgehend radialen Einspeiseöffnungen zur Zufuhr von Schmier- und Kühlöl zu den Wälzlagern aufweisen, wobei die Einspeiseöffnungen jeweils axial innen benachbart zu dem zugeordneten Wälzlager angeordnet sowie und einen kreisrunden Drosselquerschnitt mit einem Kerndurchmesser aufweisen.A related method is used to produce a bearing outer ring for a bearing assembly of a rotor shaft, in particular an exhaust gas turbocharger, with two axially spaced between a housing bore and the rotor shaft bearings disposed a common bearing outer ring with at least two largely radial feed ports for supplying lubricating and cooling oil to the Have rolling bearings, wherein the feed openings each axially inwardly adjacent to the associated rolling bearing arranged and having a circular throttle cross-section with a core diameter.

Gemäß der Erfindung ist bei diesem Herstellverfahren vorgesehen, dass die Einspeiseöffnungen jeweils als eine zylindrische Stufenbohrung mit einem radial äußeren Bohrungsabschnitt und einem radial inneren Bohrungsabschnitt hergestellt werden, dass der radial äußere Bohrungsabschnitt mit einem deutlich größeren Durchmesser als dem Kerndurchmesser sowie als eine bis an eine Restwandstärke des Lageraußenrings heranreichende Sacklochbohrung durch Bohren mit einem Spiralbohrer von radial außen nach radial innen hergestellt wird, und dass der radial innere Bohrungsabschnitt mit dem Kerndurchmesser als eine über die Restwandstärke des Lageraußenrings verlaufende Durchgangsöffnung durch Ausstanzen mit einem Stanzwerkzeug von radial innen nach radial außen hergestellt wird.According to the invention, it is provided in this manufacturing method that the feed openings are each made as a cylindrical stepped bore with a radially outer bore portion and a radially inner bore portion, that the radially outer bore portion having a much larger diameter than the core diameter and as one to a residual wall thickness the bearing outer ring herranreichende blind hole is made by drilling with a twist drill from radially outside to radially inside, and that the radially inner bore portion is made with the core diameter as a over the remaining wall thickness of the bearing outer ring extending through hole by punching with a punch radially inward to radially outward.

Zur weiteren Verdeutlichung der Erfindung ist der Beschreibung eine Zeichnung beigefügt. In dieser zeigtTo further illustrate the invention, the description is accompanied by a drawing. In this shows

1 eine erfindungsgemäße Lageranordnung eines Abgasturboladers mit einem gemeinsamen Lageraußenring in einem Längsschnitt, 1 a bearing arrangement according to the invention of an exhaust gas turbocharger with a common bearing outer ring in a longitudinal section,

1a ein vergrößerter Ausschnitt des Lageraußenrings gemäß 1, 1a an enlarged section of the bearing outer ring according to 1 .

1b ein vergrößerter Ausschnitt des Lageraußenrings gemäß 1 nach einem Fertigungszwischenschritt, 1b an enlarged section of the bearing outer ring according to 1 after an intermediate production step,

2 eine bekannte Lageranordnung eines Abgasturboladers mit einem gemeinsamen Lageraußenring in einem Längsschnitt, und 2 a known bearing assembly of an exhaust gas turbocharger with a common bearing outer ring in a longitudinal section, and

2a ein vergrößerter Ausschnitt des bekannten Lageraußenrings gemäß 2. 2a an enlarged section of the known bearing outer ring according to 2 ,

In 2 ist eine zum Beispiel aus der DE 10 2010 019 528 A1 bekannte Lageranordnung 1' der Rotorwelle eines Abgasturboladers mit zwei einen gemeinsamen Lageraußenring 4 aufweisenden Wälzlagern 2, 3 in einem mittigen Längsschnitt dargestellt. Die vorliegend als Schrägkugellager ausgebildeten Wälzlager 2, 3, von denen in 2 außer dem Lageraußenring 4' nur jeweils zwei kugelförmige Wälzkörper 5, 6 abgebildet sind, sind axial zueinander beabstandet radial zwischen einer Gehäusebohrung und der Rotorwelle angeordnet, welche beide nicht sichtbar sind. Der gemeinsame Lageraußenring 4' weist mindestens zwei weitgehend radiale Einspeiseöffnungen 7', 8' zur Zufuhr von Schmier- und Kühlöl zu den Wälzlagern 2, 3 auf. Die Einspeiseöffnungen 7', 8' sind jeweils axial innen benachbart zu dem zugeordneten Wälzlager 2, 3 angeordnet und weisen einen kreisrunden Drosselquerschnitt mit einem Kerndurchmesser dK auf, mittels dem der Volumenstrom des zugeführten Schmier- und Kühlöls dosiert wird.In 2 is an example from the DE 10 2010 019 528 A1 known bearing arrangement 1' the rotor shaft of an exhaust gas turbocharger with two a common bearing outer ring 4 having rolling bearings 2 . 3 shown in a central longitudinal section. The present case designed as angular contact ball bearings 2 . 3 of which in 2 except the bearing outer ring 4 ' only two spherical rolling elements each 5 . 6 are shown axially spaced from each other radially disposed between a housing bore and the rotor shaft, both of which are not visible. The common bearing outer ring 4 ' has at least two largely radial feed openings 7 ' . 8th' for supplying lubricating and cooling oil to the rolling bearings 2 . 3 on. The feed openings 7 ' . 8th' are each axially inwardly adjacent to the associated rolling bearing 2 . 3 arranged and have a circular throttle cross section with a core diameter d K , by means of which the volume flow of the supplied lubricating and cooling oil is metered.

Wie besonders gut in dem in 2a abgebildeten vergrößerten Ausschnitt A' von 2 erkennbar ist, sind die Einspeiseöffnungen 7', 8' jeweils senkrecht zu der Oberfläche einer im Profil keilförmigen Ringnut 9, 10 des Lageraußenrings 4' durch Bohren mittels eines Spiralbohrers von radial außen nach innen erzeugt. Demzufolge weisen die Einspeiseöffnungen 7', 8' jeweils einen konstanten Querschnitt mit dem Kerndurchmesser dK von beispielsweise 0,75 mm auf. Ebenso sind die Einspeiseöffnungen 7, 8' entsprechend der Kontur der Ringnuten 9, 14 jeweils um etwa 14° nach radial innen axial in Richtung des zugeordneten Wälzlagers 2, 3 geneigt.How particularly good in the 2a pictured magnified section A 'of 2 is recognizable, are the feed openings 7 ' . 8th' each perpendicular to the surface of a wedge-shaped in profile annular groove 9 . 10 of the bearing outer ring 4 ' produced by drilling by means of a twist drill from radially outside to inside. Consequently, the feed openings 7 ' . 8th' in each case a constant cross section with the core diameter d K of for example 0.75 mm. Likewise, the feed openings 7 . 8th' according to the contour of the annular grooves 9 . 14 each about 14 ° radially inward axially in the direction of the associated rolling bearing 2 . 3 inclined.

Aufgrund des vergleichsweise harten Materials des Lageraußenrings 4', der wegen der vorliegenden Wärmebelastung der Lageranordnung 1' im Betrieb aus einem warmfesten Wälzlagerstahl wie M50 oder M50NiL besteht, und wegen des relativ kleinen Bohrungsdurchmessers von beispielsweise dK = 0,75 mm sind die verwendeten Spiralbohrer ziemlich teuer und weisen eine verhältnismäßig kurze Standzeit auf. Eine automatisierte und entsprechend kostengünstige mechanische Bearbeitung des Lageraußenrings 4' in einem Bearbeitungszentrum wird dadurch erschwert und ist vergleichsweise teuer.Due to the comparatively hard material of the bearing outer ring 4 ' , because of the existing heat load of the bearing assembly 1' In operation, a heat-resistant bearing steel such as M50 or M50NiL is, and because of the relatively small bore diameter, for example, d K = 0.75 mm, the twist drills used are quite expensive and have a relatively short life. An automated and correspondingly cost-effective mechanical machining of the bearing outer ring 4 ' in a machining center is made more difficult and is relatively expensive.

Daher ist der Lageraußenring 4 der beiden Wälzlager 2, 3 der in 1 in einem Längsschnitt abgebildeten erfindungsgemäßen Lageranordnung 1 derart modifiziert ausgebildet, dass die Einspeiseöffnungen 7, 8 nun jeweils als eine zylindrische Stufenbohrung mit einem radial äußeren Bohrungsabschnitt 11 und einem radial inneren Bohrungsabschnitt 12 ausgebildet sind. Wie besonders gut in dem in 1a abgebildeten vergrößerten Ausschnitt A von 1 erkennbar ist, weist der radial äußere Bohrungsabschnitt 11 einen deutlich größeren Durchmesser dA auf als der Kerndurchmesser dK(dA >> dK), und der radial äußere Bohrungsabschnitt 11 reicht bis an eine vergleichsweise geringe Restwandstärke tR des Lageraußenrings 4 heran. Der radial innere Bohrungsabschnitt 12 weist einen Kerndurchmesser dK auf und verläuft über die verbliebene Restwandstärke tR des Lageraußenrings 4.Therefore, the bearing outer ring 4 the two rolling bearings 2 . 3 the in 1 in a longitudinal section imaged bearing arrangement according to the invention 1 modified so that the feed openings 7 . 8th now each as a cylindrical stepped bore with a radially outer bore portion 11 and a radially inner bore portion 12 are formed. How particularly good in the 1a pictured enlarged detail A of 1 can be seen, the radially outer bore portion 11 a significantly larger diameter d A than the core diameter d K (d A >> d K ), and the radially outer bore portion 11 extends to a comparatively low residual wall thickness t R of the bearing outer ring 4 approach. The radially inner bore section 12 has a core diameter d K and extends over the remaining residual wall thickness t R of the bearing outer ring 4 ,

Zur Herstellung der Einspeiseöffnungen 7, 8 ist vorgesehen, dass der radial äußere Bohrungsabschnitt 11 jeweils als eine bis an die Restwandstärke tR des Lageraußenrings 4 heranreichende Sacklochbohrung mit einem das dreifache bis vierfache des Kerndurchmessers dK aufweisenden Durchmesser von zum Beispiel dA = 3,0 mm durch Bohren mit einem Spiralbohrer von radial außen nach radial innen hergestellt wird. Zur Verdeutlichung ist der Lageraußenring 4 in 1b in dem vergrößerten Ausschnitt A von 1 nach diesem ersten Fertigungszwischenschritt abgebildet. Da der radial äußere Bohrungsabschnitt 11 der Einspeiseöffnungen 7, 8 jeweils senkrecht zu der Oberfläche der jeweiligen keilförmigen Ringnut 9, 10 des Lageraußenrings 4 gebohrt wird, sind die radial äußeren Bohrungsabschnitte 11 der Einspeiseöffnungen 7, 8 entsprechend der Kontur der Ringnuten 9, 10 jeweils um etwa 14° nach radial innen axial in Richtung des zugeordneten Wälzlagers 2, 3 geneigt.For the production of the feed openings 7 . 8th it is provided that the radially outer bore section 11 each as one to the residual wall thickness t R of the bearing outer ring 4 approaching blind hole is made with a three to four times the core diameter d K having diameter of, for example, d A = 3.0 mm by drilling with a twist drill from radially outside to radially inside. To clarify the bearing outer ring 4 in 1b in the enlarged section A of 1 imaged after this first intermediate manufacturing step. Since the radially outer bore section 11 the feed openings 7 . 8th each perpendicular to the surface of the respective wedge-shaped annular groove 9 . 10 of the bearing outer ring 4 are drilled, are the radially outer bore sections 11 the feed openings 7 . 8th according to the contour of the annular grooves 9 . 10 each about 14 ° radially inward axially in the direction of the associated rolling bearing 2 . 3 inclined.

Der radial innere Bohrungsabschnitt 12 der Einspeiseöffnungen 7, 8 wird jeweils als Durchgangsöffnung durch Ausstanzen mit einem Stanzwerkzeug von radial innen nach radial außen durch die verbliebene Restwandstärke tR des Lageraußenrings 4 hergestellt und ist daher exakt radial ausgerichtet. Der beim Ausstanzen am Außenrand des radial inneren Bohrungsabschnittes 12 der Einspeiseöffnungen 7, 8 entstehende Grat braucht nicht entfernt zu werden, da er jeweils innerhalb des radial äußeren Bohrungsabschnittes 11 der betreffenden Einspeiseöffnung 7, 8 liegt.The radially inner bore section 12 the feed openings 7 . 8th is in each case as a through hole by punching with a punching tool from radially inward to radially outward by the remaining residual wall thickness t R of the bearing outer ring 4 manufactured and is therefore exactly aligned radially. The punching at the outer edge of the radially inner bore portion 12 the feed openings 7 . 8th The resulting burr does not need to be removed because it is within the radially outer bore section 11 the relevant feed opening 7 . 8th lies.

Zwar wird mit dem Ausstanzen des inneren Bohrungsabschnitts 12 der Einspeiseöffnungen 7, 8 gegenüber dem bisherigen Herstellungsverfahren ein zusätzlicher Bearbeitungsschritt eingeführt. Da die Standzeit eines Spiralbohrers aber mit dem Bohrungsdurchmesser in Relation zur Bohrungstiefe ansteigt, wird dieser Nachteil durch die deutlich höhere Standzeit und die niedrigeren Beschaffungskosten der entsprechend größeren Spiralbohrer mehr als ausgeglichen. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung und Herstellung der Einspeiseöffnungen 7, 8 ist somit nun eine automatisierte und entsprechend kostengünstige mechanische Bearbeitung des Lageraußenrings 4 in einem Bearbeitungszentrum problemlos möglich.Although with the punching of the inner bore section 12 the feed openings 7 . 8th introduced an additional processing step compared to the previous manufacturing process. Since the life of a twist drill but increases with the bore diameter in relation to the hole depth, this disadvantage is more than offset by the significantly higher lifetime and lower procurement costs of the corresponding larger twist drill. The inventive design and manufacture of the feed openings 7 . 8th is thus now an automated and correspondingly inexpensive mechanical machining of the bearing outer ring 4 easily possible in a machining center.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1, 1'1, 1 '
Lageranordnungbearing arrangement
22
Erstes Wälzlager, SchrägkugellagerFirst rolling bearing, angular contact ball bearings
33
Zweites Wälzlager, SchrägkugellagerSecond rolling bearing, angular contact ball bearings
4, 4'4, 4 '
LageraußenringBearing outer ring
55
Wälzkörperrolling elements
66
Wälzkörperrolling elements
7, 7'7, 7 '
Erste EinspeiseöffnungFirst feed opening
8, 88, 8
Zweite EinspeiseöffnungSecond feed opening
99
Erste RingnutFirst ring groove
1010
Zweite RingnutSecond ring groove
1111
Radial äußerer BohrungsabschnittRadially outer bore section
1212
Radial innere EinspeiseöffnungRadially inner feed opening
A, A'A, A '
Zeichnungsausschnittdrawing section
dA d A
Durchmesser von Bohrungsabschnitt 11 Diameter of bore section 11
dK d K
Durchmesser von Einspeiseöffnung 7', 8', 12 Diameter of feed opening 7 ' . 8th' . 12
tR t R
Restwandstärke von Lageraußenring 4 und Einspeiseöffnung 12 Residual wall thickness of bearing outer ring 4 and feed opening 12

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102008020067 A1 [0003] DE 102008020067 A1 [0003]
  • DE 102010019528 A1 [0004, 0017] DE 102010019528 A1 [0004, 0017]

Claims (4)

Lageranordnung für eine Rotorwelle, insbesondere eines Abgasturboladers, mit zwei axial beabstandet zwischen einer Gehäusebohrung und der Rotorwelle angeordneten Wälzlagern (2, 3), die einen gemeinsamen Lageraußenring (4) mit mindestens zwei weitgehend radialen Einspeiseöffnungen (7, 8) zur Zufuhr von Schmier- und Kühlöl zu den Wälzlagern (2, 3) aufweisen, wobei die Einspeiseöffnungen (7, 8) jeweils axial innen benachbart zu dem zugeordneten Wälzlager (2, 3) angeordnet sind sowie einen kreisrunden Drosselquerschnitt mit einem Kerndurchmesser (dK) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspeiseöffnungen (7, 8) jeweils als eine zylindrische Stufenbohrung mit einem radial äußeren Bohrungsabschnitt (11) und einem radial inneren Bohrungsabschnitt (12) ausgebildet sind, wobei der radial äußere Bohrungsabschnitt (11) einen deutlich größeren Durchmesser (dA) als den Kerndurchmesser (dK) aufweist (dA >> dK) sowie bis an eine Restwandstärke (tR) des Lageraußenrings (4) heranreicht, und wobei der radial innere Bohrungsabschnitt (12) den Kerndurchmesser (dK) aufweist sowie über die Restwandstärke (tR) des Lageraußenrings (4) verläuft.Bearing arrangement for a rotor shaft, in particular an exhaust gas turbocharger, with two axially spaced between a housing bore and the rotor shaft arranged rolling bearings ( 2 . 3 ), which have a common bearing outer ring ( 4 ) with at least two largely radial feed openings ( 7 . 8th ) for the supply of lubricating and cooling oil to the rolling bearings ( 2 . 3 ), wherein the feed openings ( 7 . 8th ) each axially inwardly adjacent to the associated rolling bearing ( 2 . 3 ) and have a circular throttle cross section with a core diameter (d K ), characterized in that the feed openings ( 7 . 8th ) each as a cylindrical stepped bore with a radially outer bore portion ( 11 ) and a radially inner bore portion ( 12 ) are formed, wherein the radially outer bore portion ( 11 ) has a significantly larger diameter (d A ) than the core diameter (d K ) (d A >> d K ) and up to a residual wall thickness (t R ) of the bearing outer ring ( 4 ), and wherein the radially inner bore portion ( 12 ) has the core diameter (d K ) and on the residual wall thickness (t R ) of the bearing outer ring ( 4 ) runs. Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser (dA) des radial äußeren Bohrungsabschnittes (11) der Einspeiseöffnungen (7, 8) jeweils das dreifache bis vierfache des Kerndurchmessers (dK) beträgt, und dass die Restwandstärke (tR) des Lageraußenrings (4), über den sich der radial innere Bohrungsabschnitt (12) der Einspeiseöffnungen (7, 8) erstreckt, jeweils kleiner ist als der Kerndurchmesser (dK) und maximal 0,5 mm beträgt.Bearing arrangement according to claim 1, characterized in that the diameter (d A ) of the radially outer bore portion ( 11 ) of the feed openings ( 7 . 8th ) is in each case three times to four times the core diameter (d K ), and that the residual wall thickness (t R ) of the bearing outer ring ( 4 ), over which the radially inner bore section ( 12 ) of the feed openings ( 7 . 8th ), each being smaller than the core diameter (d K ) and maximum 0.5 mm. Lageranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der radial äußere Bohrungsabschnitt (11) der Einspeiseöffnungen (7, 8) jeweils um etwa 10° bis 15° nach radial innen axial in Richtung des zugeordneten Wälzlagers (2, 3) geneigt ist, wogegen der radial innere Bohrungsabschnitt (12) der Einspeiseöffnungen (7, 8) jeweils exakt radial ausgerichtet ist.Bearing arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the radially outer bore portion ( 11 ) of the feed openings ( 7 . 8th ) each about 10 ° to 15 ° radially inward axially in the direction of the associated rolling bearing ( 2 . 3 ), while the radially inner bore section (FIG. 12 ) of the feed openings ( 7 . 8th ) is aligned exactly radially. Verfahren zur Herstellung eines Lageraußenrings (4) für eine Lageranordnung einer Rotorwelle, insbesondere eines Abgasturboladers, mit zwei axial beabstandet zwischen einer Gehäusebohrung und der Rotorwelle angeordneten Wälzlagern (2, 3), die einen gemeinsamen Lageraußenring (4) mit mindestens zwei weitgehend radialen Einspeiseöffnungen (7, 8) zur Zufuhr von Schmier- und Kühlöl zu den Wälzlagern (2, 3) aufweisen, wobei die Einspeiseöffnungen (7, 8) jeweils axial innen benachbart zu dem zugeordneten Wälzlager (2, 3) angeordnet sowie und einen kreisrunden Drosselquerschnitt mit einem Kerndurchmesser (dK) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspeiseöffnungen (7, 8) jeweils als eine zylindrische Stufenbohrung mit einem radial äußeren Bohrungsabschnitt (11) und einem radial inneren Bohrungsabschnitt (12) hergestellt werden, dass der radial äußere Bohrungsabschnitt (11) mit einem deutlich größeren Durchmesser (dA) als dem Kerndurchmesser (dK) sowie als eine bis an eine Restwandstärke (tR) des Lageraußenrings (4) heranreichende Sacklochbohrung durch Bohren mit einem Spiralbohrer von radial außen nach radial innen hergestellt wird, und dass der radial innere Bohrungsabschnitt (12) mit dem Kerndurchmesser (dK) als eine über die Restwandstärke (tR) des Lageraußenrings (4) verlaufende Durchgangsöffnung durch Ausstanzen mit einem Stanzwerkzeug von radial innen nach radial außen hergestellt wird.Method for producing a bearing outer ring ( 4 ) for a bearing arrangement of a rotor shaft, in particular an exhaust gas turbocharger, with two axially spaced between a housing bore and the rotor shaft arranged rolling bearings ( 2 . 3 ), which have a common bearing outer ring ( 4 ) with at least two largely radial feed openings ( 7 . 8th ) for the supply of lubricating and cooling oil to the rolling bearings ( 2 . 3 ), wherein the feed openings ( 7 . 8th ) each axially inwardly adjacent to the associated rolling bearing ( 2 . 3 ) and have a circular throttle cross-section with a core diameter (d K ), characterized in that the feed openings ( 7 . 8th ) each as a cylindrical stepped bore with a radially outer bore portion ( 11 ) and a radially inner bore portion ( 12 ), that the radially outer bore section ( 11 ) with a significantly larger diameter (d A ) than the core diameter (d K ) and as one to a residual wall thickness (t R ) of the bearing outer ring ( 4 ) approaching blind hole is made by drilling with a twist drill from radially outside to radially inside, and that the radially inner bore portion ( 12 ) with the core diameter (d K ) as one over the residual wall thickness (t R ) of the bearing outer ring ( 4 ) running through hole is made by punching with a punching tool from radially inward to radially outward.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102008020067A1 (en) 2008-04-22 2009-10-29 Schaeffler Kg Bearing arrangement with a double row rolling bearing, turbocharger and method for supplying a lubricant to the rows of rolling elements of a double row rolling bearing
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