DE3918323A1 - Rollen- oder kugellager - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Rollen- oder Kugellager gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Im einzelnen bezieht sich die Erfindung auf ein Rollen- oder Kugellager mit ei­ ner Einrichtung zur Schwingungsdämpfung und einer Schmierölzufuhr, bei dem die Einrichtung zur Schwingungsdämpfung ein Ölfilm-Dämpfer ist.

Ein Rollen- oder Kugellager mit einem Ölfilm-Dämpfer zur Unterdrückung von Schwingungen des Lagers ist in dem japanischen Gebrauchsmuster 61-1 34 563 beschrieben worden, das sich im einzelnen auf ein Kugellager für Turbolader bezieht. Bei diesem herkömmlichen Lager ist ein sogenannter Ölfilm-Dämpfer auf dem äußeren Umfang eines turbinenseitigen Kugellagers und eines kom­ pressorseitigen Kugellagers ausgebildet, so daß die Kugellager in einem La­ gergehäuse schwimmend geführt werden. Die Ölfilm-Dämpfer und die Kugella­ ger werden mit Schmieröl durch eine Einlaßbohrung in dem Lagergehäuse ver­ sorgt. Die Einlaßbohrung mündet in einen ringförmigen Raum, der zwischen dem Lagergehäuse und einer ringförmigen Nut liegt, die in einer äußeren Hülse aus­ gebildet ist, die die Kugellager umgibt. Schmieröl wird daher von der Einlaß­ bohrung in das Lagergehäuse und dort in den ringförmigen Raum eingeleitet.

Ein Teil dieses Schmieröls gelangt zu den Ölfilm-Dämpfern, die an den ringför­ migen Raum angrenzen und auf beiden Seiten dieses Raumes, bezogen auf die Axialrichtung, liegen. Aufgrund des zugeführten Schmieröls tritt die Dämp­ fungswirkung ein. Die Ölfilm-Dämpfer tragen die Kugellager und damit die drehbare Turbinenwelle des Turboladers schwimmend, und sie unterdrücken Schwingungen der Turbinenwelle. Der restliche Teil des Schmieröls gelangt aus dem ringförmigen Raum zu den Kugellagern durch eine enge Bohrung, so daß die Kugellager geschmiert und gekühlt werden.

Das eintretende Schmieröl wird also parallel verteilt auf die Ölfilm-Dämpfer und die Kugellager zu deren Schmierung und Kühlung. Es ist daher schwierig, gleichzeitig eine ausreichende Dämpfung sicherzustellen und die Schmieröl­ menge, die an die Lager gelangt, zu optimieren, indem das Verteilungsverhält­ nis des Schmieröls entsprechend eingestellt wird. Mit anderen Worten, das Dämpfungsverhalten verschlechtert sich, wenn die den Lagern zugeführte Schmierölmenge eingestellt wird, nachdem bereits die optimale Dämpfungs­ wirkung eingestellt worden ist. Andererseits ist es schwierig, die optimale Schmierölmenge den Lagern zuzuführen, wenn diese Schmierölmenge zunächst eingestellt und anschließend das Dämpfungsverhalten geändert worden ist. Es besteht also keine Möglichkeit, beiden Anforderungen gleichzeitig in optima­ ler Weise zu entsprechen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Rollen- oder Kugellager der eingangs genannten Art zu schaffen, das sowohl eine Optimie­ rung der Schwingungsdämpfung als auch eine Optimierung der Schmierölzufuhr zu den Lagern ermöglicht.

Es soll also möglich sein, die optimale Schmierölmenge, die an die Lager ge­ langt, einzustellen, ohne daß das Dämpfungsverhalten beeinträchtigt wird.

Die Erfindung ergibt sich im einzelnen aus dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs.

Ein erfindungsgemäßes Rollen- oder Kugellager umfaßt ein Lagergehäuse, in dem wenigstens ein Rollen- oder Kugellager gelagert ist. Das Kugellager ist fest in einer äußeren Hülse angeordnet, die das Lager umgibt. Das Kugellager wird durch die äußere Hülse in dem Lagergehäuses abgestützt. Ein erster ring­ förmiger Zwischenraum liegt zwischen der äußeren Hülse und der Innenfläche des Lagergehäuses. Eine Einlaßbohrung für Öl tritt in das Lagergehäuse derart ein, daß das Öl in den ersten ringförmigen Zwischemraum gelangt. Ein Dämp­ fungs-Abstand liegt zwischen der äußeren Hülse und der Innenfläche des La­ gergehäuses angrenzend an den ersten ringförmigen Zwischenraum, bezogen auf die Axialrichtung der Hülse, so daß das Schmieröl, das in den ersten ring­ förmigen Zwischenraum gelangt, durch den Dämpfungsspalt hindurchgeht. Ein zweiter ringförmiger Zwischenraum liegt zwischen der äußeren Hülse und der Innenfläche des Lagergehäuses, so daß wenigstens ein Teil des Schmieröls durch den Dämpfungsspalt in diesen zweiten ringförmigen Zwischenraum ein­ tritt. Eine Öl-Zufuhrbohrung geht von dem zweiten ringförmigen Zwischenraum aus und mündet in den Bereich des Kugellagers. Ein Öl-Durchlaß bietet die Mög­ lichkeit, daß Schmieröl aus dem zweiten ringförmigen Zwischenraum austritt und zu einem Auslaß des Lagergehäuses gelangt.

Auf diese Weise kann die gesamte Schmierölmenge dem ersten ringförmigen Zwischenraum zugeführt werden, da sie von hier aus durch den Dämpfungsspalt hindurchgeht und anschließend wenigstens zum Teil in den zweiten ringförmi­ gen Zwischenraum gelangt. Das Schmieröl wird von dem zweiten ringförmigen Zwischenraum an das Lager abgegeben und tritt zugleich durch den Durchlaß aus.

Da ein zweiter ringförmiger Zwischenraum vorgesehen ist, in den Schmieröl gelangt, das durch den Dämpfungsspalt hindurchgegangen ist, und der sich auf der stromaufwärtigen Seite des Kugellagers befindet, ist eine Änderung des Öldrucks im ersten ringförmigen Zwischenraum verhältnismäßig gering, wenn die Querschnittsfläche der Zufuhrbohrung zu dem Kugellager verändert wird. Auf diese Weise wird verhindert, daß sich das Dämpfungsverhalten ver­ schlechtert, wenn die Ölzufuhr zu den Lagern reguliert wird. Es ist möglich, so­ wohl die Schmierölzufuhr zu den Lagern als auch das Dämpfungsverhalten gleichzeitig zu optimieren, indem etwa die Querschnittsfläche der Zufuhrboh­ rungen und Stärke und Länge des Dämpfungsspalts geändert werden.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 ist eine Teildarstellung eines herkömmlichen Lagers;

Fig. 2 ist eine schematische Darstellung der Strömungsbahn des Öls in dem Lager gemäß Fig. 1;

Fig. 3 ist ein Teilschnitt durch ein Lager gemäß einer bevorzugten Aus­ führungsform der Erfindung;

Fig. 4A ist eine Vorderansicht einer äußeren Hülse für das Lager gemäß Fig. 3;

Fig. 4B ist ein Axialschnitt durch die Hülse gemäß Fig. 4A;

Fig. 5 ist eine schematische Darstellung der Strömungsbahn des Öls in einem Lager gemäß Fig. 3;

Fig. 6 ist ein Diagramm zur Veranschaulichung der Vorteile eines erfin­ dungsgemäßen Lagers gemäß Fig. 3 im Vergleich zu einem her­ kömmlichen Lager nach Fig. 1.

Zur Erleichterung des Verständnisses der Erfindung soll anhand von Fig. 1 und 2 kurz ein herkömmliches Rollen- oder Kugellager erläutert werden. Ein derartiges Kugellager wird beispielsweise in der veröffentlichten japani­ schen Patentanmeldung 61-1 34 536 beschrieben. Das herkömmliche Kugella­ ger für einen Turbolader ist mit sogenannten Ölfilm-Dämpfern 26, 27 versehen, die auf dem Umfang eines turbinenseitigen Kugellagers 24 und eines kompres­ sorseitigen Kugellagers 25 ausgebildet sind und die Kugellager in einem Lager­ gehäuse 22 schwimmend abstützen.

Die Ölfilm-Dämpfer 26, 27 und die Kugellager 24, 25 werden mit Schmieröl durch eine Einlaßbohrung 33 in dem Lagergehäuse 22 versorgt. Die Einlaßboh­ rung 33 mündet in einen Ringraum 37, 38, der zwischen dem Lagergehäuse 22 und einer ringförmigen Nut in einer äußeren Hülse 24 a, 25 a liegt, die die Kugel­ lager 24, 25 umgibt. Schmieröl, das durch die Einlaßbohrung 33 in das Lagerge­ häuse 22 eingeleitet wird, gelangt in die Ringräume 37, 38. Ein Teil dieses Schmieröls wird den Ölfilm-Dämpfern 26, 27 zugeführt, die an den Ringraum 37, 38 angrenzen und auf gegenüberliegenden Seiten des Ringraumes, bezogen auf die Axialrichtung, liegen, so daß die Ölfilm-Dämpfer 26, 27 unter Einwir­ kung des zugeführten Schmieröls gebildet werden. Die Ölfilm-Dämpfer 26, 27 stützen die Kugellager 24, 25 und damit die drehbare Turbinenwelle des Turbo­ laders schwimmend ab, so daß Vibrationen der Turbinenwelle unterdrückt werden.

Der übrige Teil des Schmieröls, das in die Ringräume 37, 38 gelangt, wird in die Kugellager 24, 25 durch enge Kanäle 28, 29 eingeleitet und dient zum Schmieren und Kühlen der Kugellager 24, 25. Die Form und der Verlauf des Eintrittsweges des Schmieröls bei herkömmlichen Kugellagern ist schematisch in Fig. 2 ge­ zeigt.

Zur Optimierung der Schwingungdämpfung durch die Ölfilm-Dämpfer 26, 27 ist es üblich, die Dicke, d.h. den Abstand zwischen den äußeren Hülsen 24 a, 25 a und dem Lagergehäuse 22, und die axiale Länge der Ölfilm-Dämpfer 26, 27 einzu­ stellen. Im übrigen gibt es einen optimalen Wert für die Schmierölzufuhr zu den Kugellagern 24, 25. Wenn die Menge des Schmieröls, die an die Kugellager ge­ langt, zu gering ist, wird die Schmierung und Kühlung der Kugellager 24, 25 un­ zureichend und damit die Lebensdauer der Kugellager 24, 25 erheblich verrin­ gert. Wenn die Schmiermittelmenge zu groß ist, nimmt der Widerstand durch Ölstau zu, so daß die Drehung der Kugellager entsprechend der Turbinenwelle des Turboladers behindert wird. Es ist daher notwendig, die Schmierölzufuhr so einzustellen, daß die gewünschte Haltbarkeit und Drehfähigkeit der Kugel­ lager 24, 25 erzielt werden.

Es hat sich jedoch als schwierig erwiesen, bei herkömmlichen Kugellagern, bei denen Schmieröl durch die Einlaßbohrung 33 des Lagergehäuses 22 in die Ring­ räume 37, 38 eingeleitet und parallel an die Ölfilm-Dämpfer 26, 27 und zur Schmierung der Kugellager 24, 25 verteilt wird, so zuzuführen, daß zugleich eine ausreichende Schwingungsdämpfung und eine optimale Ölversorgung der Kugellager 24, 25 sichergestellt wird, und zwar auch bei einer geeigneten Steuerung des Verteilungsverhältnisses des Schmieröls. Wenn die Dicke und die axiale Länge der Ölfilm-Dämpfer 26, 27 geändert wird zur Optimierung der Schwingungdämpfung, nachdem die Querschnittsfläche der engen Ölkanäle 28, 29 in den äußeren Hülsen 24 a, 25 a zur Optimierung der Schmierölzufuhr zu den Kugellagern 24, 25 eingestellt worden ist, ändert sich der Strömungswi­ derstand des Schmieröls in dem Ölfilm-Dämpfer 26, 27 unvermeidlich, und da­ mit auch der Öldruck in den Ringräumen 37, 36, so daß das Verteilungsverhält­ nis des Schmieröls, das den Ölfilm-Dämpfern 26, 27 und den Kugellagern 24, 25 zugeleitet wird, wiederum geändert wird. Auf diese Weise verschiebt sich wiederum die Schmierölzufuhr zu den Kugellagern 24, 25 unvermeidlich von ih­ rem optimalen Wert.

Wenn andererseits die Querschnittsfläche der Ölkanäle 28, 29 geändert wird, damit die Schmierölzufuhr zu den Kugellagern optimiert werden kann, nachdem die Dicke und axiale Länge der Ölfilm-Dämpfer 26, 27 mit der Zielsetzung einer optimalen Schwingungsdämpfung eingestellt worden ist, ändert sich wiede­ rum der Öldruck in den Ringräumen 37, 38 unvermeidlich, so daß der Druckzu­ stand des Dämpfungsfilms der Ölfilm-Dämpfer 26, 27 geändert und damit die Dämpfungswirkung verschlechtert wird.

Bei herkömmlichen Rollen- oder Kugellagern verschlechtert sich daher die Dämpfungswirkung, wenn die Ölzufuhr zu den Kugellagern 24, 25 eingestellt worden ist, nachdem zuvor die Dämpfung eingestellt wurde. Andererseits ist es schwierig, eine optimale Ölmenge den Kugellagern 24, 25 zuzuführen, wenn die Schwingungsdämpfung nach der Ölzufuhr zu den Kugellagern 24, 25 einge­ stellt wurde. Es ist daher nicht möglich, zugleich den Anforderungen an die Schwingungsdämpfung und die Lagerschmierung zu entsprechen.

Anschließend soll zur Erläuterung der Erfindung auf Fig. 3 bis 6 Bezug ge­ nommen werden. Das dort gezeigte Rollen- oder Kugellager gehört zu einem Turbolader für ein Kraftfahrzeug und umfaßt ein Lagergehäuse 2, das sich in ei­ nem Mittelgehäuse 1 des Turboladers befindet. Kugellager 4, 5 sind jeweils mit einer zylindrischen äußeren Hülse 4 a, 5 a versehen, die sich auf der inneren Um­ fangsfläche des Lagergehäuses 2 schwimmend über sogenannte Ölfilm-Dämp­ fer 6, 7 abstützt. Eine Turbinenwelle 3 ist drehbar in den Kugellagern gelagert und auf der Seite des Lagers 4 mit einem nicht gezeigten Turbinenrad und auf der Seite des Lagers 5 mit einem nicht gezeigten Kompressorrad versehen.

Die beiden Kugellager 4 und 5 umgeben die Turbinenwelle 3 koaxial und in Ab­ stand zueinander. Die äußere Hülse 5 a ist insgesamt zylindrisch ausgebildet und koaxial auf dem Umfang des nicht bezeichneten Außenringes des Kugella­ gers 4 befestigt. Die äußere Hülse 4 b ist ebenfalls zylindrisch und koaxial auf dem äußeren Umfang des nicht bezeichneten Außenringes des Kugellagers 5 angebracht. Die Turbinenwelle 3 liegt in den ebenfalls nicht bezeichneten In­ nenringen der Kugellager. Wie die Zeichnung zeigt, sind die Außenringe der Ku­ gellager 4, 5 mit Preßsitz in einem Ausschnitt am inneren Umfang an den axial­ äußeren Enden der beiden Hülsen 4 a, 5 a eingefügt.

Eine Druck-Schraubenfeder 8 liegt zwischen den einander zugewandten Flä­ chen der äußeren Hülsen 4 a, 5 a und drückt diese auseinander. Ein Stift 10 ist in dem Lagergehäuse 2 befestigt und hält und positioniert ein Schubaufnahme­ glied 9 in der Schubrichtung der äußeren Hülsen 4 a, 5 a in einer Position zwi­ schen diesen Hülsen. Das Schubaufnahmeglied 9 nimmt Schub auf, der auf die äußeren Hülsen 4 a, 5 a ausgeübt wird.

Das Lagergehäuse 2 weist eine Öl-Einlaßbohrung 13 auf, durch die Schmieröl den Ölfilm-Dämpfern 6, 7 und den Kugellagern 4, 5 zugeführt wird. Das Schmier­ öl tritt aus dem Mittelgehäuse 1 durch eine mittlere Auslaßöffnung 14, eine Auslaßöffnung 15 auf der Turbinenseite und eine Auslaßöffnung 16 auf der Kompressorseite aus. Wie Fig. 4A und 4B zeigen, sind die äußeren Hülsen 4 a und 5 a der Kugellager 4, 5 auf den einander zugewandten Flächen mit einer An­ zahl von Vorsprüngen 17 versehen, die in vorgegebenen Abständen über den Um­ fang verteilt sind. Eine Distanzhülse 11 befindet sich zwischen den Innenrin­ gen der Kugellager 4, 5. Ein radial nach außen gerichteter Ölabwurfflansch 12 schleudert Schmieröl nach außen fort.

Die Ölfilm-Dämpfer 6, 7 zum Dämpfen der Schwingungen der Kugellager 4, 5 sollen anschließend genauer beschrieben werden. Die äußere Hülse 4 a des Ku­ gellagers 4 ist auf dem äußeren Umfang mit ersten und zweiten ringförmigen Nuten G 1, G 2 versehen, die in Abstand parallel zueinander verlaufen. Die erste ringförmige Nut G 1 liegt auf der äußeren und die zweite ringförmige Nut G 2 auf der inneren Seite in bezug auf die Axialrichtung der äußeren Hülse 4 a. Die erste Nut G 1 liegt in Abstand zu dem axial-äußeren Ende der Hülse 4 a. Folglich wer­ den zwei ringförmige Stege L 1, L 2 auf beiden gegenüberliegenden Seiten der er­ sten Nut G 1 gebildet, die in axialem Abstand zueinander liegen. Der Steg L 1 be­ findet sich zwischen der ersten und der zweiten Nut G 1, G 2. Ein Dämpfungsspalt 6 a wird zwischen der flachen Umfangsfläche des Steges L 1 und der inneren Um­ fangsfläche des Lagergehäuses 2 gebildet. Ein weiterer Dämpfungsspalt 6 b liegt zwischen der flachen Umfangsfläche des Steges L 2 und der inneren Um­ fangsfläche des Lagergehäuses 2. Auf diese Weise wird der Ölfilm-Dämpfer durch zwei getrennte Dämpfungsspalten 6 a,6 b gebildet.

Ein erster ringförmiger Zwischenraum 18 a wird gebildet zwischen der Boden­ fläche der ringförmigen Nut G 1 der äußeren Hülse 4 a und der inneren Umfangs­ fläche des Lagergehäuses 2, und ein zweiter ringförmiger Zwischenraum 19 a liegt zwischen der Bodenfläche der Nut G 2 und der Innenfläche des Lagergehäu­ ses 2. Der erste ringförmige Zwischenraum 18 a wird mit Schmieröl durch die Einlaßbohrung 13 versorgt. Ein weiterer ringförmiger Steg L 3 grenzt an die ringförmige Nut G 2 auf deren Innenseite, bezogen auf die Axialrichtung der Hülse 4 a, an. Ein ringförmiger Durchlaß 20 a wird gebildet zwischen der fla­ chen Umfangsfläche des Steges L 3 und der Innenfläche des Lagergehäuses 2. Bei dieser Ausführungsform sind daher der Dämpfungsspalt 6 b, der erste ringför­ mige Zwischenraum 18 a, der Dämpfungsspalt 6 a, der zweite ringförmige Zwi­ schenraum 19 a und der Durchlaß 20 a in dieser Reihenfolge in Axialrichtung von außen nach innen auf der äußeren Hülse 4 a angeordnet. Eine Öl-Zufuhrbohrung 21 a befindet sich in der Hülse 4 a in einer Position, daß der zweite ringförmige Zwischenraum 19 a und die Innenseite der Hülse 4 a verbunden werden, so daß Schmieröl aus dem zweiten ringförmigen Zwischenraum 19 a in das Kugellager 4 eingeleitet wird.

In ähnlicher Weise ist die äußere Hülse 5 a des Kugellagers 5 auf dem äußeren Umfang mit ersten und zweiten ringförmigen Nuten G 1′, G 2′ versehen, die im Abstand parallel zueinander liegen. Die erste ringförmige Nut G 1′ liegt axial auf der Außenseite der zweiten ringförmigen Nut G 2′. Die erste Nut G 1′ liegt im übrigen im Abstand zu dem axialen äußeren Ende der Hülse 5 a. Folglich werden zwei ringförmige Stege L 1′, L 2′ gebildet auf gegenüberliegenden Seiten der er­ sten ringförmigen Nut G 1′ und im Abstand zueinander. Der Steg L 1′ liegt zwi­ schen der ersten und zweiten Nut G 1′, G 2′. Ein Dämpfungsspalt 7 a wird gebildet zwischen der flachen Umfangsfläche des Steges L 1′ und der Innenfläche des La­ gergehäuses 2, und ein zweiter Dämpfungsspalt 7 b wird gebildet zwischen der flachen Umfangsfläche des Steges L 2′ und der Innenfläche des Gehäuses 2. Der Ölfilm-Dämpfer 7 wird daher gebildet durch zwei getrennte Dämpfungsspalte 7 a, 7 b.

Ein erster ringförmiger Zwischenraum 18 b liegt zwischen der Bodenfläche der Nut G 1′ der Hülse 5 a und der Innenfläche des Lagergehäuses 2, und ein zweiter ringförmiger Zwischenraum 19 b liegt zwischen der Bodenfläche der Nut G 2′ und der Innenfläche des Lagergehäuses 2. Der erste ringförmige Zwischenraum 18 b wird mit Schmieröl aus der Einlaßbohrung 13 versorgt. Ein weiterer ring­ förmiger Steg L 3′ ist angrenzend an die Nut G 2′ auf deren axial-innerer Seite vorgesehen. Ein ringförmiger Durchlaß 20 b befindet sich zwischen der flachen Umfangsfläche des Steges L 3′ und der Innenfläche des Lagergehäuses 2. Bei dieser Ausführungsform liegen daher der Dämpfungsspalt 7 b, der erste ring­ förmige Zwischenraum 18 b, der Dämpfungsspalt 7 a, der zweite ringförmige Zwischenraum 19 b und der Durchlaß 20 b in dieser Reihenfolge in Axialrichtung von außen nach innen auf der äußeren Hülse 5 a. Eine Öl-Zufuhrbohrung 21 b be­ findet sich in der Hülse 5 a in einer Position, in der sie den zweiten ringförmi­ gen Zwischenraum 19 b und die Innenseite der Hülse 5 a verbindet, so daß Schmieröl aus dem ringförmigen Zwischenraum 19 a an das Kugellager 5 ge­ langt.

Anschließend soll die Arbeitsweise des Lagers beschrieben werden.

Schmieröl wird durch die Einlaßbohrung 13 in die beiden ersten ringförmigen Zwischenräume 18 a und 18 b eingeleitet. Im einzelnen geschieht dies von der Einlaßbohrung 13 über eine Zwischenkammer 30 und Kanäle 31 und 32, die zu den Zwischenräumen 18 a und 18 b führen. Das gesamte Schmieröl, das in die Zwischenräume 18 a und 18 b gelangt, wird über die Dämpfungsspalte 6 a,6 b und 7 a, 7 b verteilt. Daher werden die Dämpfungsspalte 6 a, 6 b, 7 a und 7 b mit Schmieröl gefüllt, so daß die Ölfilm-Dämpfer 6, 7 der Kugellager 4, 5 wirksam werden. Die äußeren Hülsen 4 a, 5 a werden schwimmend in dem Lagergehäuse 2 abgestützt. Schmieröl, das durch die Dämpfungsspalte 6 b, 7 b hindurchgeht, wird aus dem Mittelgehäuse 1 durch die Auslaßöffnungen 15 und 16 auf der Tur­ binenseite und der Kompressorseite abgegeben.

Schmieröl, das durch die inneren Dämpfungsspalte 6 a, 7 a hindurchgeht, gelangt in die zweiten ringförmigen Zwischenräume 19 a, 19 b. Ein Teil des hier einge­ leiteten Öls wird durch die Kanäle 21 a, 21 b an die Kugellager 4, 5 weitergelei­ tet, so daß diese geschmiert und gekühlt werden. Der restliche Teil des Schmieröls gelangt durch die Durchlässe 20 a, 20 b und wird sodann durch den mittleren Auslaß 14 abgegeben. Während der Abgabe des Schmieröls wird ein Abstand gehalten zwischen dem Schubaufnahmeglied 9 und den äußeren Hülsen 4 a und 5 a aufgrund der Vorsprünge 17 an den Stirnflächen der Hülsen 4 a und 5 a, die in Fig. 4A und 4B gezeigt sind. Dadurch wird sichergestellt, daß das Schmieröl zwischen den Vorsprüngen 17 hindurchströmen kann.

Fig. 5 zeigt schematisch die Strömungsbahn des Schmieröls bei einem Lager gemäß Fig. 3 unter Verwendung der in Fig. 3 angegebenen Bezugsziffern. Wie Fig. 5 im Vergleich zu Fig. 2, der schematischen Darstellung der Strömungs­ bahn bei einem herkömmlichen Rollenlager gemäß Fig. 1, erkennen läßt, führt die Gestaltung der Öl-Zufuhrbohrung des Rollen- oder Kugellagers zu einer we­ sentlich geringeren Änderung des Öldrucks in den ersten ringförmigen Zwi­ schenräumen 18 a, 18 b, wenn die Querschnittsfläche der Zufuhrbohrungen 21 a, 21 b geändert wird zur Optimierung der Zufuhrmenge des Schmieröls zu den Kugellagern 4, 5, nachdem die Dicke und Länge der Dämpfungsspalte 6 a, 6 b oder 7 a, 7 b im Sinne einer optimalen Dämpfung eingestellt worden ist. Da die zwei­ ten ringförmigen Zwischenräume 19 a, 19 b und die Dämpfungsspalte 6 a, 7 a auf der stromaufwärtigen Seite der Zufuhrbohrungen 21 a, 21 b existieren, wird der Öldruck in den ersten ringförmigen Zwischenräumen 18 a, 18 b kaum beeinflußt durch Änderungen des Öldrucks in den zweiten ringförmigen Zwischenräumen 19 a, 19 b aufgrund von Durchmesseränderungen der Zufuhrbohrungen 21 a, 21 b. Fig. 6 veranschaulicht Versuchsergebnisse über die Beziehung zwischen dem Öldruck in den ersten ringförmigen Zwischenräumen 18 a, 18 b (in Fig. 3), 37, 38 (in Fig. 1) und der Querschnittsfläche der Öl-Zufuhrbohrungen 21 a, 21 b (in Fig. 3) bzw. 28, 29 (in Fig. 1) für die Kugellager. Die Linie A bezieht sich auf eine Ausführung gemäß Fig. 3, und die Linie B auf die herkömmliche Aus­ führung gemäß Fig. 1. Das Diagramm veranschaulicht, daß nahezu keine Druckänderungen in den ersten ringförmigen Zwischenräumen 18 a, 18 b eintre­ ten, wenn die Querschnittsfläche der Zufuhrbohrungen 21 a, 21 b geändert wird, sofern eine erfindungsgemäße Konstruktion verwendet wird. Dagegen ergibt sich eine große Druckänderung in den ringförmigen Räumen 37, 38 gemäß Fig. 1, wenn die Querschnittsfläche der Zufuhrbohrungen geändert wird. Daraus er­ gibt sich, daß erfindungsgemäß eine Änderung der Zufuhrmenge zu den Kugella­ gern 4, 5 nach der Einstellung der Ölfilm-Dämpfer 6, 7 auf eine optimale Dämp­ fung die Dämpfungswirkung nicht verschlechtert. Es ist also möglich, zugleich eine gewünschte Dämpfung und eine optimale Ölversorgung der Kugellager 4, 5 zu erreichen.

Während bisher davon ausgegangen wurde, daß die Einstellung der Ölzufuhr zu den Kugellagern 4, 5 durch Änderung des Querschnitts der Zufuhrbohrungen 21 a, 21 b erfolgt, kann diese Einstellung auch durch Veränderung der Durchlässe 20 a, 20 b zwischen der Umfangsfläche des dritten Steges L 3 und der Innenfläche des Lagergehäuses 3 erfolgen. Die Durchlaßfläche der Durchlässe 20 a, 20 b kann in der Größenordnung des 1- bis 8-fachen des Dämpfungsspaltes 6 a, 6 b oder 7 a, 7 b verändert werden, so daß erhebliche Freiheit bei der Auswahl der Schmierölmenge für die Kugellager 4, 5 besteht.

Da bei der beschriebenen Ausführungsform die zweiten ringförmigen Zwi­ schenräume 19 a, 19 b, die als eine Art von Ölsumpf oder Ölquelle dienen, stromabwärts der Zufuhrbohrungen 21 a, 21 b angeordnet sind, ergibt sich eine stabile Schmierölzufuhr zu den Kugellagern 4, 5. Vorzugsweise ist der Innen­ durchmesser, d.h. die Differenz zwischen dem Kerndurchmesser und dem Drahtdurchmesser, bei der Schraubenfeder 8, gegebenenfalls auch der Innen­ durchmesser der äußeren Hülsen 4 a, 5 a, die die Zufuhrbohrungen 21 a, 21 b ent­ halten, gleich oder größer als der Innendurchmesser des Außenringes der Ku­ gellager 4, 5. Auf diese Weise kann Schmieröl von den Kugellagern 4, 5 zur In­ nenfläche der äußeren Hülsen 4 a, 5 a und zu der Schraubenfeder 8 strömen und durch die mittlere Auslaßöffnung 14 abgegeben wird. Es wird daher verhindert, daß die Bereiche S, die in Fig. 3 gestrichelt dargestellt sind, als eine Art von Ölsumpf dienen. Eine Behinderung oder Blockierung der Kugellager kann daher verhindert werden, so daß diese ein gutes Drehverhalten entsprechend der Dre­ hung der Turbinenwelle aufweisen.

Obgleich sich die geschilderte Ausführungsform auf eine Kugellageranordnung für Turbinenwellen von Turboladern bezieht, kann das Prinzip der Erfindung auch auf Rollen- oder Kugellager anderer mit hoher Drehzahl laufender Maschi­ nen angewendet werden.

Claims (9)

1. Rollen- oder Kugellager, mit einem Lagergehäuse, wenigstens einem Rollen­ oder Kugellager innerhalb des Lagergehäuses, einer äußeren Hülse, in der das Rollen- oder Kugellager befestigt ist und die ihrerseits in dem Lagergehäuse gehalten ist, einem ringförmigen Zwischenraum zwischen der äußeren Hülse und der Innenfläche des Lagergehäuses, einem Einlaß für Öl, der im Inneren des Lagergehäuses in den Bereich des ringförmigen Zwischenraums mündet, einem Ölfilm-Dämpfungsspalt zwischen der äußeren Hülse und der Innenfläche des Lagergehäuses angrenzend an den ringförmigen Zwischenraum, bezogen auf die Axialrichtung der Hülse, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster und ein zweiter ringförmiger Zwischenraum (18 a, 18 b, 19 a, 19 b) zwischen der Hülse (5 a, 5 b) und der Innenfläche des Lagergehäuses (2) vorgesehen ist, daß der Dämpfungsspalt (6 a, 6 b, 7 a, 7 b) des Ölfilm-Dämpfers (6, 7) derart angeordnet ist, daß wenigstens ein Teil des Schmieröls durch den Dämpfungsspalt in den zweiten ringförmigen Zwischenraum (19 a) eintritt, daß eine Öl-Zufuhrboh­ rung (21 a, 21 b) zwischen dem zweiten ringförmigen Zwischenraum (19 a, 19 b) und den Rollen- oder Kugellagern (4, 5) zur Einleitung von Öl vorgesehen ist, und daß ein Öl-Durchlaß (20 a, 20 b) an den zweiten ringförmigen Zwischenraum (19 a, 19 b) angrenzt, der eine Verbindung zu einem Öl-Auslaß (14) herstellt.

2. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Hülse (4 a, 5 a) auf der äußeren Oberfläche erste und zweite ringförmige Nuten (G 1, G 2, G 1′, G 2′) in Abstand zueinander aufweist, und daß die Nuten den ersten und zweiten ringförmigen Zwischenraum (18 a, 18 b, 19 a, 19 b) bilden.

3. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ölfilm-Dämp­ fer (6, 7) einen ersten und zweiten Dämpfungsspalt (6 a, 6 b, 7 a, 7 b) umfaßt, daß der erste Dämpfungsspalt (6 a, 7 a) zwischen dem ersten ringförmigen Zwi­ schenraum (18 a, 18 b) und dem zweiten ringförmigen Zwischenraum (19 a, 19 b) ausgebildet ist, daß der zweite Dämpfungsspalt (6 b, 7 b) auf der gegenüberlie­ genden Seite des ersten Dämpfungsspaltes in bezug auf den ersten ringförmi­ gen Zwischenraum (18 a, 18 b) in Axialrichtung der Hülse (4 a, 5 a) liegt.

4. Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Hülse (4 a, 5 a) in Axialrichtung hintereinander erste und zweite, ringförmig umlaufende Stege (L 1, L 2, L 1′, L 2′) umfaßt, daß der erste Steg (L 1, L 1′) zwischen der ersten und zweiten Nut (G 1, G 2, G 1′, G 2′) liegt und den er­ sten Dämpfungsspalt (6 a, 7 a) bildet, daß der zweite Steg (L 2, L 2′) auf der ge­ genüberliegenden Seite in bezug auf die erste Nut (G 1, G 1′) in Axialrichtung der Hülse (4 a, 5 a) liegt und den zweiten Dämpfungsspalt (6 b, 7 b) bildet.

5. Lager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Hülse (4 a, 5 a) auf dem äußeren Umfang einen dritten Steg (L 3, L 3′) auf der gegenüber­ liegenden Seite des ersten Steges (L 1), bezogen auf die zweite Nut (G 2, G 2′) und auf der inneren Seite der zweiten Nut aufweist, und daß der dritte Steg (L 3, L 3′) den Öldurchlaß (20 a, 20 b) zwischen seiner äußeren Umfangsfläche und der In­ nenfläche des Lagergehäuses (2) bildet.

6. Lager nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Öl-Zufuhrbohrung (21 a, 21 b) den zweiten ringförmigen Zwischenraum (19 a, 19 b) und das Kugellager (4, 5) durch die äußere Hülse (4 a, 5 a) hindurch ver­ bindet.

7. Lager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß die äußere Hülse (4 a, 5 a) auf ihrer Innenfläche einen ringförmigen Ausschnitt aufweist, der den Außenring des Rollen- oder Kugellagers (4, 5) aufnimmt.

8. Lager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß das Lager ein Kugellager ist.

9. Lager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß der Innenring des Rollen- oder Kugellagers eine Turbinenwelle eines Turboladers aufnimmt.