KR101296041B1 - Bearing arrangement - Google Patents

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Abstract

본 발명은 특히 배기가스 터보 과급기용 베어링 장치로서, 하나 이상의 고정 베어링 바디 및 이들 고정 베어링 바디 각각에 대해 이동 가능하게 지지된 샤프트를 포함하고, 상기 고정 베어링 바디(10) 중 하나 이상은 상기 샤프트를 지지하기 위한 리세스(11)를 가지며, 윤활제의 안내를 위한 링 채널(12)이 각각의 고정 베어링 바디(10)의 리세스(11)에 반경방향 외측으로 형성되어 있다. 본 발명에 따르면, 베어링 장치의 고정 베어링 바디(10)는 상기 링 채널(12)에 와류를 갖는 윤활제를 공급하기 위해, 상기 링 채널(12)에 대해 접선 방향으로 연장된 공급구(14) 및 상기 공급구 내에 일체로 형성된 노즐(16)과, 윤활제로부터 원심 분리된 오염 입자를 상기 링 채널(12)로부터 배출하기 위해, 상기 링 채널(12)에 반경방향 외측으로 연결되는 배출구(18)를 포함한다.The invention particularly relates to a bearing arrangement for an exhaust turbocharger, comprising at least one stationary bearing body and a shaft movably supported relative to each of these stationary bearing bodies, wherein at least one of the stationary bearing bodies (10) With a recess 11 for supporting, a ring channel 12 for guiding lubricant is formed radially outwardly in the recess 11 of each fixed bearing body 10. According to the invention, the fixed bearing body 10 of the bearing arrangement comprises a supply port 14 extending in a tangential direction to the ring channel 12 for supplying a vortexing lubricant to the ring channel 12; A nozzle 16 integrally formed in the supply port and a discharge port 18 connected radially outwardly to the ring channel 12 for discharging the contaminant particles centrifuged from the lubricant from the ring channel 12. Include.

Description

베어링 장치{BEARING ARRANGEMENT}Bearing device {BEARING ARRANGEMENT}

도 1은 본 발명에 따른 베어링 장치의 고정 베어링 바디.1 is a fixed bearing body of the bearing device according to the invention.

도 2는 도 1의 선 Ⅱ-Ⅱ에 따른 고정 베어링 바디의 횡단면도.FIG. 2 is a cross-sectional view of the fixed bearing body according to line II-II of FIG. 1. FIG.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉Description of the Related Art

10: 베어링 바디 11: 리세스10: bearing body 11: recess

12: 링 채널 13, 17: 벽12: ring channel 13, 17: wall

14: 공급구 15: 포켓14: supply port 15: pocket

16: 노즐 18: 배출구16: nozzle 18: outlet

본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 베어링 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a bearing device according to the preamble of claim 1.

축방향 베어링(axial bearing)으로 형성된 베어링 장치와 래디얼 베어링(radial bearing)으로서 형성된 베어링 장치의 경우, 베어링 장치에는 윤활제로서 통상 오일이 공급된다. 그런데, 윤활제 내에는 오염 입자가 포함될 수 있다. 상기 오염 입자는 베어링 장치를 손상시킬 수 있으며, 극단의 경우 파괴할 수 있다. 따라서, 오염 입자에 의한 베어링 장치의 손상을 방지하기 위해, 베어링 장치에서는 오염 입자를 윤활제로부터 효과적으로 제거할 필요가 있다. 그러나, 지금까지는 축방향 베어링 및 래디얼 베어링에서, 특히 윤활제가 실제 베어링 영역에 도달하기 전에, 오염 입자를 윤활제로부터 효과적으로 제거할 수 있는 해결책이 알려져 있지 않다. In the case of a bearing device formed as an axial bearing and a bearing device formed as a radial bearing, the bearing device is usually supplied with oil as a lubricant. However, the lubricant may contain contaminated particles. The contaminant particles can damage the bearing arrangement and, in extreme cases, destroy it. Therefore, in order to prevent the damage of the bearing apparatus by contaminated particles, it is necessary to remove the contaminated particle from a lubricant effectively in a bearing apparatus. However, until now, no solution is known which can effectively remove contaminant particles from the lubricant in axial bearings and radial bearings, especially before the lubricant reaches the actual bearing area.

본 발명의 과제는 윤활제가 베어링 영역에 도달하기 전에 오염 입자를 윤활제로부터 효과적으로 제거할 수 있는 신규의 베어링 장치를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a novel bearing device capable of effectively removing contaminant particles from a lubricant before the lubricant reaches the bearing area.

상기 과제는 청구항 1에 따른 베어링 장치에 의해 해결된다. 본 발명에 따라 베어링 장치의 고정 베어링 바디는 윤활제를 안내하기 위한 링 채널을 포함하며, 상기 링 채널에 와류를 갖는 윤활제를 제공하기 위해 상기 링 채널에 대해 접선 방향으로 연장된 공급구 및 상기 공급구 내에 일체로 형성된 노즐을 포함하고, 윤활제로부터 원심 분리된 오염 입자를 링 채널로부터 배출하기 위해 상기 링 채널에 반경방향 외측으로 연결되는 배출구를 포함한다.The problem is solved by a bearing device according to claim 1. The fixed bearing body of the bearing arrangement according to the invention comprises a ring channel for guiding lubricant and a feed port extending in a tangential direction to the ring channel for providing a lubricant having a vortex in the ring channel. And a nozzle integrally formed therein, the outlet being radially outwardly connected to the ring channel for discharging the contaminated particles centrifuged from the lubricant from the ring channel.

본 발명에서는 윤활제용 공급구가 링 채널의 접선 방향으로 고정 베어링 바디의 링 채널로 안내되고, 상기 공급구 내에 노즐이 일체로 형성된다. 이러한 방식으로, 와류 성분을 가진 윤활제가 링 채널 내로 안내되고, 그로 인해 샤프트의 고정 시에도 윤활제로부터 오염 입자의 원심 분리가 가능해진다. 링 채널로부터 원심 분리된 오염 입자를 배출하기 위해, 배출구가 링 채널에 반경방향 외측으로 연결된다. 베어링 장치의 본 발명에 따른 실시예는 축방향 베어링 및 래디얼 베어링에서, 오염 입자가 실제 베어링 내로 유입되기 전에, 효과적인 원심 분리 및 그에 따라 링 채널로부터 오염 입자의 제거를 가능하게 한다. 따라서, 베어링 손상을 효과적으로 방지할 수 있다.In the present invention, the lubricant supply port is guided to the ring channel of the fixed bearing body in the tangential direction of the ring channel, and a nozzle is integrally formed in the supply port. In this way, the lubricant with the vortex component is guided into the ring channel, thereby allowing centrifugal separation of contaminant particles from the lubricant even when the shaft is fixed. In order to discharge the contaminated particles centrifuged from the ring channel, the outlet port is connected radially outwardly to the ring channel. The embodiment according to the invention of the bearing arrangement allows for effective centrifugation and thus removal of contaminant particles from the ring channel in axial bearings and radial bearings, before the contaminant particles actually enter the bearing. Therefore, bearing damage can be effectively prevented.

본 발명의 바람직한 실시예는 종속 청구항 및 하기 설명에 제시된다. 본 발명의 실시예를 도면을 참고로 구체적으로 설명하지만, 본 발명이 이 실시예에 국한되는 것은 아니다.Preferred embodiments of the invention are set forth in the dependent claims and the description below. Although an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings, the present invention is not limited to this embodiment.

이하, 도 1 및 도 2를 참고로 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2.

도 1 및 도 2는 바람직하게는 배기가스 터보 과급기용의 소위 스러스트 베어링 또는 축방향 베어링으로서 형성된 본 발명에 따른 베어링 장치의 고정 베어링 바디(10)를 도시한다. 베어링 바디(10)는 고정 베어링 바디(10)에 대해 이동 가능한 샤프트를 지지하기 위한 중심 리세스(11)를 가지며, 상기 리세스(11)에 반경방향 외부로 링 채널(12)이 연결된다. 링 채널(12)은 베어링 장치의 윤활을 위하여 윤활제를 안내하는 데에 사용된다. 상기 리세스(11)의 반경방향 내측에 놓인 벽(13)과 도시되지 않은 샤프트 사이에 형성된 링 채널(12) 및 링 갭을 통하여 윤활제가 실제 베어링에 공급될 수 있다.1 and 2 show a fixed bearing body 10 of a bearing arrangement according to the invention, preferably formed as a so-called thrust bearing or axial bearing for an exhaust turbocharger. The bearing body 10 has a central recess 11 for supporting a movable shaft with respect to the fixed bearing body 10, in which the ring channel 12 is connected radially outwardly. Ring channel 12 is used to guide the lubricant for lubrication of the bearing arrangement. Lubricant can be supplied to the actual bearings through ring channels 12 and ring gaps formed between the radially inner wall 13 of the recess 11 and the shaft not shown.

본 발명에서는 본 발명에 따른 베어링 장치의 고정 베어링 바디(10) 내에, 링 채널(12)에 대해 접선으로 연장된 공급구(14)가 일체로 형성된다. 상기 공급구는 윤활제를 링 채널(12) 내로 공급하기 위해 사용되며, 링 채널(12)을 포켓(15)에 연결한다. 상기 포켓(15)은 반경방향 외부로 고정 베어링 바디(10) 내에 일체로 형성된다. 윤활제를 최종적으로 링 채널(12) 내로 안내하기 위해, 노즐(16)이 공급구(14) 내에 일체로 형성된다. 링 채널(12)에 대한 공급구(14) 및 상기 공급구(14) 내에 일체로 형성된 노즐(16)의 접선 방향 구조에 의해, 윤활제가 접선 방향으로 링 채널(12) 내로 안내되고, 이로 인해 링 채널(12)에서 윤활제의 와류 유동이 형성된다. 와류 유동으로 인해, 윤활제 내에 포함된 오염 입자가 원심 분리되어 링 채널(12)의 반경방향 외측에 놓인 벽(17)에 접촉한다. 윤활제로부터 원심 분리된 오염 입자를 링 채널(12)로부터 배출하기 위해, 링 채널(12)에는 반경방향 외측으로 배출구(18)가 연결된다.In the present invention, in the fixed bearing body 10 of the bearing device according to the present invention, a supply port 14 extending tangentially to the ring channel 12 is integrally formed. The feed port is used to feed lubricant into the ring channel 12 and connects the ring channel 12 to the pocket 15. The pocket 15 is integrally formed in the fixed bearing body 10 radially outward. In order to finally guide the lubricant into the ring channel 12, a nozzle 16 is integrally formed in the feed port 14. By the tangential structure of the supply port 14 to the ring channel 12 and the nozzle 16 integrally formed in the supply port 14, the lubricant is guided into the ring channel 12 in the tangential direction, thereby In the ring channel 12 a vortex flow of lubricant is formed. Due to the vortex flow, contaminant particles contained in the lubricant are centrifuged to contact the wall 17 lying radially outward of the ring channel 12. In order to discharge the contaminated particles centrifuged from the lubricant from the ring channel 12, the ring channel 12 is connected to an outlet 18 radially outward.

전술한 바와 같이, 공급구(14)는 링 채널(12)로 접선으로 연장되고, 도 1에 따른 공급구(14)는 고정 베어링 바디(10)의 반경 방향에 대해 경사져 있다. 링 채널(12)에 대한 공급구(14)의 접선 방향 배치에 의해, 링 채널(12) 내에서의 윤활제의 상기 와류 유동이 샤프트의 고정 시에도 야기된다. 샤프트가 회전하는 경우에는 샤프트의 회전에 의해 유도된 와류 유동 및 링 채널(12)에 대한 공급구(14)의 접선 배치에 의해 유도된 와류 유동은 동일한 방향을 향하기 때문에, 이들은 중첩되어 강화되며, 서로 방해하지 않는다. 링 채널(12)에 대한 공급구(14)의 접선 배치는, 공급구의 접선 연장에 의해 유도된, 링 채널(12)에서의 윤활제의 와류 유동이 샤프트의 회전 시에 강화되도록 형성된다. As mentioned above, the supply port 14 extends tangentially into the ring channel 12, and the supply port 14 according to FIG. 1 is inclined with respect to the radial direction of the fixed bearing body 10. By the tangential arrangement of the feed port 14 with respect to the ring channel 12, this vortex flow of lubricant in the ring channel 12 is caused even when the shaft is fixed. When the shaft rotates, the vortex flow induced by the rotation of the shaft and the vortex flow induced by the tangential arrangement of the feed holes 14 with respect to the ring channel 12 are directed in the same direction, so that they overlap and strengthen, Do not disturb each other The tangential arrangement of the feed port 14 relative to the ring channel 12 is formed such that the vortex flow of lubricant in the ring channel 12 induced by the tangential extension of the feed port is enhanced upon rotation of the shaft.

배출구(18)는 링 채널(12)에 반경방향 외측으로 연결되며, 상기 링 채널을 오일 유출부와 연결한다. 도 2에 따라 배출구(18)는 고정 베어링 바디(10)의 축방향에 대해 경사져 있다. 배출구(18)는 공급구(14)와 마찬가지로 링 채널(12)에 대해 접선으로 연장될 수 있다.The outlet 18 is connected radially outwardly to the ring channel 12 and connects the ring channel with an oil outlet. According to FIG. 2 the outlet 18 is inclined with respect to the axial direction of the fixed bearing body 10. The outlet 18 can extend tangentially to the ring channel 12, like the supply port 14.

배출구(18)는 비교적 큰 오염 입자를 링 채널(12)로부터 배출하기 위해 충분히 큰 횡단 면적을 갖는다. 그러나, 배출구(18)의 횡단 면적은 배출구(18)에 의해 야기되는 윤활제의 압력 손실을 가급적 적게 유지하기 위해 충분히 작다. 이를 위해, 배출구(18)의 횡단 면적은 반경방향 내측에 놓인 리세스(11)의 벽(13)과 상기 리세스(11) 내에 지지된 샤프트(도시 생략)에 의해 형성되는 링 갭 보다 수배 더 작다.The outlet 18 has a large enough cross sectional area for discharging relatively large contaminant particles from the ring channel 12. However, the cross sectional area of the outlet 18 is small enough to keep the pressure loss of the lubricant caused by the outlet 18 as small as possible. For this purpose, the cross-sectional area of the outlet 18 is several times larger than the ring gap formed by the wall 13 of the recess 11 lying radially inward and the shaft (not shown) supported in the recess 11. small.

축방향 베어링 및 래디얼 베어링일 수 있는 본 발명에 따른 베어링 장치에 의해, 특히 윤활제가 실제 베어링의 영역 내로 도달하기 전에, 효과적인 원심 분리 및 그에 따라 베어링 장치의 윤활을 위한 윤활제로부터 오염 입자의 배출이 가능해진다. 이로 인해, 베어링의 손상을 방지함으로써, 베어링의 수명이 증가한다.The bearing arrangement according to the invention, which can be an axial bearing and a radial bearing, enables the removal of contaminant particles from the lubricant for effective centrifugation and thus for lubrication of the bearing arrangement, in particular before the lubricant reaches the area of the actual bearing. Become. This increases the life of the bearing by preventing damage to the bearing.

본 발명의 베어링 장치에 따르면, 윤활제가 베어링 영역에 도달하기 전에 오염 입자를 윤활제로부터 효과적으로 제거할 수 있다.According to the bearing device of the present invention, contaminant particles can be effectively removed from the lubricant before the lubricant reaches the bearing region.

Claims (9)

베어링 장치로서, As a bearing device, 하나 이상의 고정 베어링 바디 및 이들 각각의 고정 베어링 바디에 대해 이동 가능하게 지지된 샤프트를 포함하고, 상기 고정 베어링 바디(10) 중 하나 이상에는 상기 샤프트를 지지하기 위한 리세스(11)가 마련되며, 윤활제를 안내하기 위한 링 채널(12)이 각각의 고정 베어링 바디(10)의 리세스(11)에 반경방향 외측으로 형성되며, At least one fixed bearing body and a shaft movably supported relative to each of the fixed bearing bodies, wherein at least one of the fixed bearing bodies 10 is provided with a recess 11 for supporting the shaft, Ring channels 12 for guiding lubricant are formed radially outwardly in the recesses 11 of each fixed bearing body 10, a) 상기 링 채널(12)에 윤활제를 공급하기 위해, 상기 링 채널(12)에 대해 접선 방향으로 연장된 공급구(14) 및 상기 공급구 내에 일체로 형성된 노즐(16)과,a) a supply port 14 extending in a tangential direction to the ring channel 12 and a nozzle 16 integrally formed in the supply port for supplying lubricant to the ring channel 12, b) 윤활제로부터 원심 분리된 오염 입자를 상기 링 채널(12)로부터 배출하기 위해, 상기 링 채널(12)에 반경방향 외측으로 연결되는 배출구(18)b) outlet 18 connected radially outwardly to the ring channel 12 for discharging the contaminated particles centrifuged from lubricant from the ring channel 12 를 포함하는 것을 특징으로 하는 베어링 장치.Bearing device comprising a. 제1항에 있어서, 상기 배출구(18)의 횡단 면적은 상기 링 채널(12)로부터 큰 오염 입자를 배출하면서도 윤활제의 압력 손실을 최소화하도록 결정되는 것을 특징으로 하는 베어링 장치.2. Bearing device according to claim 1, characterized in that the cross sectional area of the outlet (18) is determined to minimize the pressure loss of the lubricant while discharging large contaminant particles from the ring channel (12). 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 샤프트의 베어링을 위한 상기 리세스(11)의 반경방향 내측의 벽(13)과 상기 샤프트는 베어링에 윤활제를 공급할 수 있는 링 갭을 형성하며, 상기 링 갭의 횡단 면적은 상기 배출구(18)의 횡단 면적보다 수배 더 큰 것을 특징으로 하는 베어링 장치.3. The radially inner wall (13) of the recess (11) for bearing of the shaft and the shaft form a ring gap capable of supplying lubricant to the bearing, according to claim 1 or 2, Bearing area, characterized in that the cross-sectional area of the gap is several times larger than the cross-sectional area of the outlet (18). 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 배출구(18)는 상기 링 채널(12)을 향해 접선으로 연장되는 것을 특징으로 하는 베어링 장치.3. Bearing device according to claim 1 or 2, characterized in that the outlet (18) extends tangentially towards the ring channel (12). 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 배출구(18)는 상기 고정 베어링 바디(10)의 축방향으로 경사진 것을 특징으로 하는 베어링 장치.The bearing device as claimed in claim 1, wherein the outlet port (18) is inclined in the axial direction of the fixed bearing body (10). 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 배출구(18)는 상기 링 채널(12)을 오일 유출부에 연결하는 것을 특징으로 하는 베어링 장치.3. Bearing device according to claim 1 or 2, characterized in that the outlet (18) connects the ring channel (12) to an oil outlet. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 공급구(14)는 상기 링 채널(12)을, 상기 고정 베어링 바디(10) 내에 반경방향 외측으로 일체로 형성된 포켓(15)에 연결하는 것을 특징으로 하는 베어링 장치. 3. The supply port (14) according to claim 1 or 2, characterized in that the supply port (14) connects the ring channel (12) to a pocket (15) integrally formed radially outward in the fixed bearing body (10). Bearing device. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 베어링 장치가 스러스트 베어링으로 구현되는 것을 특징으로 하는 베어링 장치.The bearing device according to claim 1 or 2, wherein the bearing device is implemented as a thrust bearing. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 베어링 장치가 래디얼 베어링으로서 구현되는 것을 특징으로 하는 베어링 장치.The bearing device as claimed in claim 1, wherein the bearing device is implemented as a radial bearing.
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