DE3918323C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Lager 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, zwei ringförmigen Zwischenräumen zwischen der äußeren Hülse und der Innenfläche des Lagergehäuses, einem Einlaß für Öl, der im Inneren des Lagergehäuses in den Bereich der ringförmigen Zwischenräume mündet, einem ersten und einem zweiten Ölfilm-Dämpfungsspalt zwischen der äußeren Hülse und der Innenfläche des Lagergehäuses angrenzend an einen der ringförmigen Zwischenräume, Ölzufuhrbohrungen zwischen einem der ringförmigen Zwischenräume und den Rollen- oder Kugellagern, und einem Öldurchlaß zwischen einem ringförmigen Zwischenraum und einem Öl-Auslaß.

Rollen- oder Kugellager mit einem Ölfilm-Dämpfer zur Unterdrückung von Schwingungen des Lagers sind aus der DE 35 31 313 A1 oder dem japanischen Gebrauchsmuster 61-1 34 563 bekannt. Diese Druckschriften befassen sich im einzelnen mit Lagervorrichtungen für Turbolader. Bei den herkömmlichen Lagern sind Ölfilm-Dämpfer auf dem äußeren Umfang eines turbinenseitigen Kugellagers und eines kompressorseitigen Kugellagers ausgebildet, so daß die Kugellager in einem Lagergehäuse schwimmend geführt werden. Die Ölfilm-Dämpfer und die Kugellager werden mit Schmieröl durch einen Öl-Einlaß in dem Lagergehäuse versorgt. Der Öl-Einlaß mündet in einen ringförmigen Raum, der zwischen dem Lagergehäuse und einer ringförmigen Nuten liegt, die in einer äußeren Hülse ausgebildet sind, die die Kugellager umgibt. Schmieröl wird daher durch den Öl-Einlaß in das Lagergehäuse und dort in die ringförmigen Zwischenräume oder Nuten eingeleitet.

Ein Teil dieses Schmieröls gelangt zu den Ölfilm-Dämpfern, die an die ringförmigen Zwischenräume oder Nuten auf beiden Seiten angrenzen. Aufgrund des zugeführten Schmieröls tritt die Dämpfungswirkung ein, so daß Schwingungen der Turbinenwelle unterdrückt werden. Der restliche Teil des Schmieröls gelangt aus dem ringförmigen Zwischenraum durch Ölzufuhrbohrungen zu den Kugellagern, so daß diese geschmiert und gekühlt werden.

Das eintretende Schmieröl wird also parallel verteilt auf die Ölfilm-Dämpfer und die Kugellager. Es ist dabei schwierig, gleichzeitig eine ausreichende Dämpfung sicherzustellen und die Schmierölmenge, die an die Lager gelangt, zu optimieren, indem das Verteilungsverhältnis des Schmieröls entsprechend eingestellt wird. Mit anderen Worten, das Dämpfungsverhalten verschlechtert sich, wenn die den Lagern zugeführte Schmierölmenge optimal eingestellt wird, nachdem bereits die optimale Dämpfung erreicht worden ist, und umgekehrt. Es besteht keine Möglichkeit, beiden Anforderungen gleichzeitig in optimaler Weise zu entsprechen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Lager der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die Einrichtung zur Schwingungsdämpfung und zur Schmierölzufuhr zu den Rollen- und Kugellagern verbessert ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem gattungsgemäßen Lager dadurch gelöst, daß der Öl-Einlaß zur Einleitung von Öl in das Lagergehäuse und die Ölzufuhrbohrung zur Zufuhr von Öl zu dem Rollen- oder Kugellager auf die beiden über einen der Dämpfungsspalte in Verbindung stehenden ringförmigen Zwischenräume verteilt sind, und daß der Öl-Einlaß dem ersten ringförmigen Zwischenraum und die Ölzufuhrbohrung dem zweiten ringförmigen Zwischenraum zugeordnet ist.

Bei einem derartigen Lager tritt Öl durch den Öl-Einlaß in das Lagergehäuse ein und gelangt dort in den ersten ringförmigen Zwischenraum zwischen dem Lagergehäuse und der das Lager tragenden Hülse. An diesen ersten ringförmigen Zwischenraum grenzt in Axialrichtung ein Dämpfungsspalt an, der einen Öldurchgang ermöglicht und eine Dämpfung bewirkt. Ein zweiter ringförmiger Zwischenraum liegt zwischen der äußeren Hülse und der Innenseite des Lagergehäuses angrenzend an den Dämpfungsspalt, so daß wenigstens ein Teil des Schmieröls durch den Dämpfungsspalt in diesen zweiten ringförmigen Zwischenraum eintritt. Die Ölzufuhrbohrung zum Lager geht von dem zweiten ringförmigen Zwischenraum aus. Ein Öldurchlaß bietet die Möglichkeit, daß Schmieröl aus dem zweiten ringförmigen Zwischenraum austritt und zu einem Auslaß des Lagergehäuses gelangt. Ein zweiter Dämpfungsspalt befindet sich zwischen dem ersten ringförmigen Zwischenraum auf dessen dem ersten Dämpfungsspalt gegenüberliegender Seite.

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

Aufgrund der Trennung des ersten und des zweiten ringförmigen Zwischenraums durch einen Dämpfungsspalt ist die Änderung des Öldrucks im ersten ringförmigen Zwischenraum relativ gering, wenn die Querschnittsfläche der Ölzufuhrbohrung zum Kugellager verändert wird. Dadurch wird verhindert, daß sich das Dämpfungsverhalten verschlechtert, wenn die Ölzufuhr zu dem Lager reguliert wird. Es ist möglich, sowohl die Schmierölzufuhr zu den Lagern als auch das Dämpfungsverhalten gleichzeitig zu optimieren, indem etwa die Querschnittsfläche der Zufuhrbohrung und Stärke und Länge des Dämpfungsspaltes 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 Ausführungsform 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 24a, 25a 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 24a, 25a 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 24a, 25a 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 4a, 5a 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 5a ist insgesamt zylindrisch ausgebildet und koaxial auf dem Umfang des nicht bezeichneten Außenringes des Kugella­ gers 4 befestigt. Die äußere Hülse 4b 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 4a, 5a eingefügt.

Eine Druck-Schraubenfeder 8 liegt zwischen den einander zugewandten Flä­ chen der äußeren Hülsen 4a, 5a 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 4a, 5a in einer Position zwi­ schen diesen Hülsen. Das Schubaufnahmeglied 9 nimmt Schub auf, der auf die äußeren Hülsen 4a, 5a 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 4a und 5a 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 4a 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 4a. Die erste Nut G 1 liegt in Abstand zu dem axial-äußeren Ende der Hülse 4a. 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 6a wird zwischen der flachen Umfangsfläche des Steges L 1 und der inneren Um­ fangsfläche des Lagergehäuses 2 gebildet. Ein weiterer Dämpfungsspalt 6b 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 6a,6b gebildet.

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

In ähnlicher Weise ist die äußere Hülse 5a 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 5a. 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 7a wird gebildet zwischen der flachen Umfangsfläche des Steges L 1′ und der Innenfläche des La­ gergehäuses 2, und ein zweiter Dämpfungsspalt 7b 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 7a, 7b.

Ein erster ringförmiger Zwischenraum 18b liegt zwischen der Bodenfläche der Nut G 1′ der Hülse 5a und der Innenfläche des Lagergehäuses 2, und ein zweiter ringförmiger Zwischenraum 19b liegt zwischen der Bodenfläche der Nut G 2′ und der Innenfläche des Lagergehäuses 2. Der erste ringförmige Zwischenraum 18b 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 20b befindet sich zwischen der flachen Umfangsfläche des Steges L 3′ und der Innenfläche des Lagergehäuses 2. Bei dieser Ausführungsform liegen daher der Dämpfungsspalt 7b, der erste ring­ förmige Zwischenraum 18b, der Dämpfungsspalt 7a, der zweite ringförmige Zwischenraum 19b und der Durchlaß 20b in dieser Reihenfolge in Axialrichtung von außen nach innen auf der äußeren Hülse 5a. Eine Öl-Zufuhrbohrung 21b be­ findet sich in der Hülse 5a in einer Position, in der sie den zweiten ringförmi­ gen Zwischenraum 19b und die Innenseite der Hülse 5a verbindet, so daß Schmieröl aus dem ringförmigen Zwischenraum 19a 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 18a und 18b eingeleitet. Im einzelnen geschieht dies von der Einlaßbohrung 13 über eine Zwischenkammer 30 und Kanäle 31 und 32, die zu den Zwischenräumen 18a und 18b führen. Das gesamte Schmieröl, das in die Zwischenräume 18a und 18b gelangt, wird über die Dämpfungsspalte 6a,6b und 7a, 7b verteilt. Daher werden die Dämpfungsspalte 6a, 6b, 7a und 7b mit Schmieröl gefüllt, so daß die Ölfilm-Dämpfer 6, 7 der Kugellager 4, 5 wirksam werden. Die äußeren Hülsen 4a, 5a werden schwimmend in dem Lagergehäuse 2 abgestützt. Schmieröl, das durch die Dämpfungsspalte 6b, 7b 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 6a, 7a hindurchgeht, gelangt in die zweiten ringförmigen Zwischenräume 19a, 19b. Ein Teil des hier einge­ leiteten Öls wird durch die Kanäle 21a, 21b an die Kugellager 4, 5 weitergelei­ tet, so daß diese geschmiert und gekühlt werden. Der restliche Teil des Schmieröls gelangt durch die Durchlässe 20a, 20b 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 4a und 5a aufgrund der Vorsprünge 17 an den Stirnflächen der Hülsen 4a und 5a, 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 18a, 18b, wenn die Querschnittsfläche der Zufuhrbohrungen 21a, 21b geändert wird zur Optimierung der Zufuhrmenge des Schmieröls zu den Kugellagern 4, 5, nachdem die Dicke und Länge der Dämpfungsspalte 6a, 6b oder 7a, 7b im Sinne einer optimalen Dämpfung eingestellt worden ist. Da die zwei­ ten ringförmigen Zwischenräume 19a, 19b und die Dämpfungsspalte 6a, 7a auf der stromaufwärtigen Seite der Zufuhrbohrungen 21a, 21b existieren, wird der Öldruck in den ersten ringförmigen Zwischenräumen 18a, 18b kaum beeinflußt durch Änderungen des Öldrucks in den zweiten ringförmigen Zwischenräumen 19a, 19b aufgrund von Durchmesseränderungen der Zufuhrbohrungen 21a, 21b. Fig. 6 veranschaulicht Versuchsergebnisse über die Beziehung zwischen dem Öldruck in den ersten ringförmigen Zwischenräumen 18a, 18b (in Fig. 3), 37, 38 (in Fig. 1) und der Querschnittsfläche der Öl-Zufuhrbohrungen 21a, 21b (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 18a, 18b eintre­ ten, wenn die Querschnittsfläche der Zufuhrbohrungen 21a, 21b 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 21a, 21b erfolgt, kann diese Einstellung auch durch Veränderung der Durchlässe 20a, 20b zwischen der Umfangsfläche des dritten Steges L 3 und der Innenfläche des Lagergehäuses 3 erfolgen. Die Durchlaßfläche der Durchlässe 20a, 20b kann in der Größenordnung des 1- bis 8-fachen des Dämpfungsspaltes 6a, 6b oder 7a, 7b 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 19a, 19b, die als eine Art von Ölsumpf oder Ölquelle dienen, stromabwärts der Zufuhrbohrungen 21a, 21b 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 4a, 5a, die die Zufuhrbohrungen 21a, 21b 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 4a, 5a 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 (5)

1. Lager mit einem Lagergehäuse (2), wenigstens einem Rollen- oder Kugellager (4, 5) innerhalb des Lagergehäuses, einer äußeren Hülse (4a, 5a), in der das Rollen- oder Kugellager befestigt ist und die ihrerseits in dem Lagergehäuse gehalten ist, zwei ringförmigen Zwischenräumen (18a, 18b, 19a, 19b) zwischen der äußeren Hülse und der Innenfläche des Lagergehäuses, einem Einlaß (13, 31, 32) für Öl, der im Inneren des Lagergehäuses in den Bereich der ringförmigen Zwischenräume mündet, einem ersten und einem zweiten Ölfilm-Dämpfungsspalt (6a, 6b, 7a, 7b) zwischen der äußeren Hülse und der Innenfläche des Lagergehäuses angrenzend an einen der ringförmigen Zwischenräume (18a, 18b), Ölzufuhrbohrungen (21a, 21b) zwischen einem der ringförmigen Zwischenräume und den Rollen- oder Kugellagern (4, 5), und einem Öldurchlaß (20a, 20b) zwischen einem ringförmigen Zwischenraum (19a, 19b) und einem Öl-Auslaß (14), dadurch gekennzeichnet, daß der Öl-Einlaß (13, 31, 32) zur Einleitung von Öl in das Lagergehäuse und die Ölzufuhrbohrung (21a, 21b) zur Zufuhr von Öl zu dem Rollen- oder Kugellager auf die beiden über einen der Dämpfungsspalte (6a, 7a) in Verbindung stehenden ringförmigen Zwischenräume (18a, 18b, 19a, 19b) verteilt sind, und daß der Öl-Einlaß (13, 31, 32) dem ersten ringförmigen Zwischenraum (18a, 18b) und die Ölzufuhrbohrung (21a, 21b) dem zweiten ringförmigen Zwischenraum (19a, 19b) zugeordnet ist.

2. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Hülse (4a, 5a) auf der äußeren Oberfläche erste und zweite ringförmige Nuten (G₁, G₂, G₁′, G₂′) in Abstand zueinander aufweist, und daß die Nuten den ersten und zweiten ringförmigen Zwischenraum (18a, 18b, 19a, 19b) bilden.

3. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Dämpfungsspalt (6a, 7a) zwischen dem ersten ringförmigen Zwischenraum (18a, 18b) und dem zweiten ringförmigen Zwischenraum (19a, 19b) ausgebildet ist, und daß der zweite Dämpfungsspalt (6b, 7b) auf der gegenüberliegenden Seite des ersten Dämpfungsspaltes in bezug auf den ersten ringförmigen Zwischenraum (18a, 18b) in Axialrichtung der Hülse (4a, 5a) liegt.

4. Lager nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Hülse (4a, 5a) in Axialrichtung hintereinander erste und zweite, ringförmig umlaufende Stege (L₁, L₂, L₁′, L₂′) umfaßt, daß der erste Steg (L₁, L₁′) zwischen der ersten und zweiten Nut (G₁, G₂, G₁′, G₂′) liegt und den ersten Dämpfungsspalt (6a, 7a) bildet, und daß der zweite Steg (L₂, L₂′) auf der gegenüberliegenden Seite in bezug auf die erste Nut (G₁, G₁′) in Axialrichtung der Hülse (4a, 5a) liegt und den zweiten Dämpfungsspalt (6b, 7b) bildet.

5. Lager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Hülse (4a, 5a) auf dem äußeren Umfang einen dritten Steg (L₃, L₃′) auf der gegenüberliegenden Seite des ersten Steges (L₁), bezogen auf die zweite Nut (G₂, G₂′) und auf der inneren Seite der zweiten Nut aufweist, und daß der dritte Steg (L₃, L₃′) den Öldurchlaß (20a, 20b) zwischen seiner äußeren Umfangsfläche und der Innenfläche des Lagergehäuses (2) bildet.