WO2019025128A1 - Schwimmbuchsenlager für einen abgasturbolader - Google Patents

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WO2019025128A1
WO2019025128A1 PCT/EP2018/068512 EP2018068512W WO2019025128A1 WO 2019025128 A1 WO2019025128 A1 WO 2019025128A1 EP 2018068512 W EP2018068512 W EP 2018068512W WO 2019025128 A1 WO2019025128 A1 WO 2019025128A1
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floating bush
circumferential
bush body
circumferential grooves
floating
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Jan Ehrhard
Holger Fäth
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Continental Automotive Gmbh
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    • F16C2360/00—Engines or pumps
    • F16C2360/23—Gas turbine engines
    • F16C2360/24—Turbochargers

Definitions

  • the invention relates to a floating bush bearing for an exhaust gas turbocharger.
  • a floating bush bearing is arranged between the shaft of the exhaust gas turbocharger and the bearing housing.
  • an exhaust gas turbocharger which is equipped with a two radial bearing bearing housing.
  • the radial bearings enclose a shaft mounted in the bearing housing, are spaced from one another in the axial direction and each have a floating bush body provided between the bearing housing and the shaft. Between the shaft and the floating bush body is an inner lubrication gap and between the bearing housing and the Bergbuchsenanalysis an outer lubrication gap.
  • the bearing housing has an axis extending in the radial direction ⁇ lubricating oil supply. Between the two floating bushing bodies connected to the Schmierölzu Switzerlandbohrung Schmierölsammeiraum is provided, from which the lubricating oil in the axial direction in the lubricating gaps of the radial bearings can be conducted.
  • a radial bearing which has a shaft mounted in a housing and a shaft provided between the housing and the floating body.
  • This floating bush body is equipped with an imbalance to counteract an imbalance of the shaft.
  • the set games in the inner lubrication gap between the shaft and the floating bush as well as in the outer lubrication gap between the floating bush and the bearing housing have significant influence on the dynamic properties of the plain bearing.
  • the rigid body modes of rotors stored in this bearing lead to low-frequency, so-called subsynchronous vibrations during operation. The excitation of these vibrations takes place by means of a compensation movement of the shaft of the exhaust-gas turbocharger rotating at high speed during operation under a radial load.
  • exhaust gas turbochargers ⁇ essentially three different subsynchronous oscillations occur in different
  • One of these subsynchronous oscillations is formed by a zy-cylindrical rigid body mode in the internal lubricating film of the floating ⁇ storage.
  • This vibration which is also referred to as a second sub-synchronous or constant tone, can be perceived in the respective motor vehicle as subjectively perceived disturbing noise, which in turn can lead to customer complaints.
  • the object of the invention is to provide a floating bush bearing in which the constant tone is no longer disturbing in appearance.
  • the invention provides a floating bush bearing for an exhaust gas turbocharger which has a tubular segment-shaped floating bush body which has an outer casing, an inner casing, an end surface and a rear surface.
  • the inner jacket of the floating sleeve body has one or more circumferentially extending only over a portion of the entire circumference of the inner shell circumferential grooves.
  • FIG. 2 is a perspective view of a known floating bush body
  • FIG. 3 is a perspective view of a first embodiment of a floating bush body according to the invention
  • FIG. 4 shows a first sectional view of the floating bush body shown in FIG. 3,
  • FIG. 5 shows a second sectional view of the floating bush body shown in FIG. 3, FIG.
  • FIG. 6 shows sketches of possible cross-sectional shapes of the circumferential grooves
  • FIG. 8 shows sketches for illustrating possible widths and depths of the circumferential grooves
  • FIG. 9 is a perspective view of a second embodiment of a floating bush body according to the invention
  • FIG. 10 is a first sectional view of the floating bush body shown in FIG. 9,
  • 11 is a second sectional view of the floating bush body shown in FIG. 9, FIG.
  • FIG. 12 shows a perspective view of a third embodiment of a floating bush body according to the invention.
  • FIG. 13 shows a first sectional view of the floating bush body shown in FIG. 12
  • FIG. 14 shows a second sectional view of the floating bush body shown in FIG. 12
  • FIG. 15 shows a perspective view of a fourth embodiment of a floating bush body according to the invention.
  • FIG. 16 is a first sectional view of the floating bush body shown in FIG.
  • FIG. 17 is a second sectional view of the floating bush body shown in FIG. 15;
  • a radial bearing which has a shaft mounted in a housing and a floating sleeve body provided between the housing and the shaft, wherein between the shaft and the Wegbuchsen endeavor an inner lubrication gap and between the housing and the Bergbuchseneffort an outer lubrication gap is shown in Figure 1 , There is between a rotating shaft 8, which rotates at a speed n w , and a housing 10, a likewise rotating floating bush body 1, which rotates at a speed n B , is provided. Between the housing 10 and the floating bush body 1 is filled with lubricating oil outer lubricating gap 9 is provided. Between the floating bush body 1 and the shaft 8 there is also an inner lubricating gap 11 filled with lubricating oil.
  • the lubricating oil is supplied to the outer lubricating gap 9 through bores not shown in the housing 10 and extending in the radial direction. Furthermore, in the floating bush body 1 also not drawn, also in the radial direction extending bores provided by which the inner lubrication gap 11 is supplied from the outer lubricating gap 9 with lubricating oil. These lubricating oil films take on the operation ⁇ kicking radial forces.
  • FIG. 2 is a perspective sketch of a conventional swimming forth ⁇ socket body is shown.
  • This floating ⁇ book body 1 is formed substantially tubular segment-shaped and has extending in the radial direction ⁇ lzu Georgiabohrept 2 through which lubricating oil is transported from the outer lubrication gap to the inner lubrication gap during operation.
  • These ⁇ lzu wool- holes 2 each have a predetermined diameter and are realized as through holes.
  • the floating bush body 1 shown in FIG. 2 has an outer casing 1a, an inner casing 1b, an end face 1c and a rear surface 1d.
  • FIG. 3 shows a perspective sketch of a first embodiment of a floating bush body according to the invention.
  • This floating bush body 1 is also formed substantially tubular segment-shaped and also has extending in the radial direction oil supply holes 2 through which lubricating oil is transported from the outer lubrication gap to the inner lubrication gap during operation.
  • These ⁇ lzu Siliconbohrungen also each have a predetermined diameter and are realized as through holes.
  • the floating bush body 1 shown in Figure 3 has an outer shell la, an inner shell lb, an end face lc and a rear surface ld.
  • the floating bush body 1 shown in Figure 3 is further characterized by the fact that the ⁇ lzu Georgiabohronne 2, which are each arranged at the same axial position of the Wegbuchsen emotionss, preferably in the axial center, and are arranged distributed uniformly in the circumferential direction of the Wegsen emotionss, each of the outer shell la of
  • Floating bush body 1 in the radial direction inward to extend into the circumferential groove 3 or to the inner shell lb.
  • Two or more adjacent ⁇ lzu Georgiabohronne 2 may be fluidly connected to each other via a circumferential groove 3.
  • the lubricating oil supply of the inner lubricating gap and the circumferential grooves is improved in comparison to a use of known floating bush body.
  • the floating bush body may be introduced at further axial positions of the floating bush body in the inner periphery further each extending over only a portion of the total circumference circumferential grooves and possibly also be provided with these other circumferential grooves connected ⁇ lzuSciencebohrept.
  • two or three, each extending over only a part of the total circumference circumferential grooves 3 may be provided, which are arranged at different axial positions at a distance x in the axial direction to each other on the inner circumference of the floating bush body 1.
  • these circumferential grooves 3 can be arranged distributed in the same or different angular intervals ⁇ to each other over the inner circumference. An example of this show the sectional views of a floating bush body 1 in Figures 4 and 5.
  • the circumferential grooves 3 are in each case fluidically in communication with oil supply bores 2, whereby further oil supply bores 2 not ending in a circumferential groove are provided.
  • a plurality of circumferential grooves extending over only a part of the total circumference are respectively provided at two axial positions.
  • the circumferential grooves are rectangular.
  • Floating bush body are arranged evenly distributed. Furthermore, it can be seen that in each case three of these ⁇ lzu Swiss-holes 2 are fluidly connected to one of the circumferential grooves 3, while the other three ⁇ lzu Georgiabohronne 2 are not fluidly connected to a circumferential groove 3.
  • FIG. 6 shows sketches of possible cross-sectional shapes of the circumferential grooves. These may be, for example, quadrangular, triangular, oval, semicircular, trapezoidal or sickle-shaped.
  • FIG. 7 shows sketches for illustrating possible distributions of the circumferential grooves 3 along the circumference of the inner jacket 1b. It can be seen from the upper illustration of FIG. 7 that the circumferential grooves 3 are uniform or along the inner casing 1b of the floating bush body. can be distributed symmetrically. It can be seen from the lower illustration of FIG. 7 that the circumferential grooves 3 along the inner jacket 1b of the floating bush body are also uneven or irregular. can be distributed asymmetrically.
  • FIG. 8 shows sketches for illustrating possible widths and depths of the circumferential grooves. From the upper illustration of FIG 8 it is seen that the width b and the depth t of the order to ⁇ fangsnuten match. It can be seen from the lower illustration of FIG. 8 that the width and the depth of the circumferential grooves can also be chosen differently. Thus, in the lower illustration of FIG. 8, the upper of the two drawn circumferential grooves has a width b and a depth t, while the lower of the two circumferential grooves has a width bl and a depth tl, where bl is greater than b and where tl is greater than t is. With d the wall thickness of the Wegbuchsen emotionss is respectively designated.
  • the width b of a circumferential groove 3 may vary in the circumferential direction and / or the width of two circumferentially adjacent circumferential grooves 3 may be different.
  • the width of the circumferential groove at its widest point is less than 50% of the load-bearing length of the inner jacket 1b of the floating ⁇ book body. 1
  • the depth t of a circumferential groove 3 is at its lowest point less than 80% of the wall thickness d of the floating bush body, preferably less than 50% of the wall thickness d of the floating ⁇ book body.
  • the depth t of a circumferential groove 3 may vary in the circumferential direction and / or the depth t of two circumferentially adjacent circumferential grooves may be different.
  • one bevel 5b may be provided in the transition areas between the circumferential grooves 3 and the respective adjacent bearing surface 11, 12 of the inner shell 1b of the floating sleeve body 1, as illustrated in the upper illustration of FIG.
  • FIG. 9 shows a perspective sketch of a second embodiment of a floating bush body according to the invention.
  • This floating bush body 1 is also formed substantially tubular segment-shaped and also has extending in the radial direction ⁇ lzu Georgiabohrept 2, through which in operation lubricating oil from the outer lubrication gap to the inner
  • the floating bush body 1 shown in FIG. 9 also has an outer casing 1a, an inner casing 1b, an end face 1c and a rear surface 1d.
  • the floating bush body 1 according to the invention shown in FIG. 9 has on its inner casing 1b one or more circumferentially extending circumferential grooves 3.
  • Investigations have shown that in a floating bush bearing, which has a Wegbuchsen redesign with introduced in its inner circumference, extending in the circumferential direction circumferential grooves, the above-mentioned constant tone is effectively reduced, so that it does not interfere appear in appearance.
  • the circumferential grooves are formed sickle-shaped.
  • the floating bush body 1 shown in Figure 9 is further characterized in that the ⁇ lzu Georgiabohronne 2, which are each arranged at the same axial position of the Wegbuchsen emotionss, preferably in the axial center, and are arranged distributed uniformly in the circumferential direction of the Wegsen emotionss, each of the outer shell la of
  • Floating bush body 1 in the radial direction inward to extend into the circumferential groove 3 or to the inner shell lb.
  • Two or More adjacent ⁇ lzu Georgiabohronne 2 can be fluidly connected to each other via a circumferential groove 3.
  • FIG. 10 shows a first sectional view of the floating bush body shown in Figure 9. 1. This representation is in particular appreciated that the upper one in the figure, 10 is order ⁇ circumferential groove fluidly connected to an oil feed bore 2 3, while the middle in Figure 10 oil feed bore is not fluidly connected to a circumferential groove 3. Furthermore, it can be seen from FIG. 10 that the circumferential grooves are sickle-shaped.
  • FIG. 11 shows a second sectional view of the floating bush body 1 shown in FIG. 9. It can be seen in particular from FIG. 11 that a total of six oil supply bores 2 are provided in the illustrated embodiment, each extending in the radial direction and uniformly along the circumference of the inner shell of the floating bush body distributed. Furthermore, it can be seen that three of these ⁇ lzu Georgiabohronne 2 are fluidly connected to one of the circumferential grooves 3, while the other three ⁇ lzu Georgia- holes 2 are not fluidly connected to a circumferential groove 3.
  • FIG. 12 shows a perspective sketch of a third embodiment of a floating bush body according to the invention.
  • This floating bush body 1 is likewise in formed substantially tubular segment-shaped and also has extending in the radial direction ⁇ lzu Georgiabohronne 2 through which lubricating oil is transported from the outer lubrication gap to the inner lubrication gap during operation.
  • These ⁇ lzu Georgiabohronne also each have a predetermined diameter and are realized as through holes.
  • the floating bush body 1 shown in Figure 12 has an outer shell la, an inner shell lb, an end face lc and a rear surface ld.
  • the floating bush body 1 according to the invention shown in FIG. 12 has on its inner casing 1b one or more circumferential grooves 3 extending in the circumferential direction. Investigations have shown that in a floating bush bearing, which has a floating bush body with incorporated in its inner circumference, extending in the circumferential direction circumferential grooves, the above-mentioned constant tone is effectively reduced, so that it does not interfere appear in appearance. In the embodiment shown in FIG. 12, the circumferential grooves are crescent-shaped.
  • the floating bush body 1 shown in Figure 12 is further characterized in that the ⁇ lzu Georgiabohronne 2, which are each arranged at the same axial position of the Wegsen emotionss, preferably in the axial center, and are arranged distributed uniformly in the circumferential direction of the Wegsen emotionss, each from the outer shell la of
  • Floating bush body 1 in the radial direction inward to extend into the circumferential groove 3 or to the inner shell lb.
  • Two or more adjacent ⁇ lzu Georgiabohrept 2 are fluidly connected to each other via a circumferential groove 3.
  • the lubricating oil supply of the inner lubricating gap and the circumferential grooves is improved in comparison to a use of known floating bush body.
  • the invention may be introduced at other axial positions of the floating bush body in the inner circumference of further circumferential grooves and possibly also be provided for further ⁇ lzu Georgiabohronne.
  • FIG. 13 shows a first sectional view of the floating bush body 1 shown in FIG. 12. It can be seen in particular from this illustration that the crescent-shaped circumferential grooves 3 fluidly interconnect adjacent oil supply bores 2.
  • FIG. 14 shows a second sectional view of the floating bush body 1 shown in FIG. 12. It can be seen in particular from FIG. 14 that in the embodiment shown here a total of six oil supply bores 2 are provided, each extending in the radial direction and along the circumference of the inner shell of the floating bush body are arranged evenly distributed. Furthermore, it can be seen that all the oil feed bores 2 are fluidically connected via the circumferential grooves 3, wherein one circumferential groove is in each case fluidically connected to three oil feed bores.
  • FIG. 15 shows a perspective sketch of a fourth embodiment of a floating bush body according to the invention.
  • This floating bush body 1 is also formed substantially tubular segment-shaped and also has extending in the radial direction oil supply holes 2 through which lubricating oil is transported from the outer lubrication gap to the inner lubrication gap during operation.
  • These ⁇ lzu Glassbohrungen also each have a predetermined diameter and are realized as through holes.
  • the floating bush body 1 shown in Figure 15 has an outer shell la, an inner jacket lb, an end face lc and a rear surface ld.
  • the embodiment shown in FIG. According to the invention swimming pool body 1 on its inner shell lb one or more circumferentially extending circumferential grooves 3 on.
  • Investigations have shown that in a floating bush bearing, which has a Wegbuchsen redesign with introduced in its inner circumference, extending in the circumferential direction circumferential grooves, the above-mentioned constant tone is effectively reduced, so that it does not interfere appear in appearance.
  • the circumferential grooves are formed sickle-shaped. The distribution of the crescent-shaped circumferential grooves along the inner circumference of the Wegbuchsen redesign is unbalanced.
  • the floating bush body 1 shown in Figure 15 is further characterized in that the ⁇ lzu Georgiabohronne 2, which are each arranged at the same axial position of the Wegbuchsen emotionss, preferably in the axial center, and are arranged distributed uniformly in the circumferential direction of the Wegsen emotionss, each of the outer shell la of
  • Floating bush body 1 in the radial direction inward to extend into the circumferential groove 3 or to the inner shell lb.
  • Two or more adjacent ⁇ lzu Georgiabohronne 2 may be fluidly connected to each other via a circumferential groove 3.
  • FIG. 16 shows a first sectional view of the floating bush body 1 shown in FIG. 15. It can be seen in particular from this illustration that the upper and lower circumferential grooves 3 in FIG. 16 are fluidically connected to an oil feed bore 2 is connected, while the middle two ⁇ lzu Georgiabohrept 2 in Figure 16 are not fluidly connected to a circumferential groove 3. Furthermore, it can be seen from FIG. 10 that the circumferential grooves are sickle-shaped.
  • FIG. 17 shows a second sectional view of the floating bush body 1 shown in FIG. 15. It can be seen in particular from FIG. 17 that a total of six oil supply bores 2 are provided in the illustrated embodiment, each running in the radial direction and uniformly along the circumference of the inner shell of the floating bush body distributed ⁇ are assigned. Furthermore, it can be seen that four of these ⁇ lzu Georgiabohronne 2 are fluidly connected to one or two of the circumferential grooves 3, while the other two ⁇ lzu- supply holes 2 are not fluidly connected to a circumferential groove 3. Furthermore, it can be seen that the circumferential grooves are distributed asymmetrically on the inner jacket of the Wegsen emotionss. Preferred dimensions of the circumferential grooves 3 are explained ⁇ relatively closer to other components of the floating bush body. 1 These dimensions of the circumferential grooves 3 are matched to the size of the floating bush bearing, which depends on the size of the respective exhaust gas turbocharger.
  • the width b of the circumferential grooves 3 is preferably up to 50% of the bearing bearing width of the inner shell lb of the floating ⁇ beech body 1. This bearing bearing width results from an addition of both sides of the circumferential groove 3, extending in the axial direction of the inner sheath lengths. It is important that the sum of bearing bearing width and the width of the circumferential groove 3 is smaller than the overall axial length of the floating bush body, when the inner jacket lb des
  • swimming bush body 1 in the region of the end face lc and preferably also in the region of the rear surface ld and / or in the transition region between the respective circumferential groove and the each adjacent supporting lengths of the inner shell each having a chamfer.
  • the width b of the circumferential grooves 3 is variable in the circumferential direction.
  • the depth t of the circumferential grooves 3 is up to 80% of the wall thickness d of the floating bush body 1, preferably up to 50% of the wall thickness d of the floating bush body.
  • the depth t of the circumferential grooves 3 is variable in the circumferential direction.
  • the depth t of two circumferentially adjacent circumferential grooves may be different.
  • the depth t of the circumferential grooves 3 can also vary in the axial direction.
  • Lubrication gap on the inside of the floating bush body can be designed as a chamfer, edge break, edge rounding or sharp edges.
  • a floating bush bearing for an exhaust gas turbocharger preferably has two axially spaced Wegbuch ⁇ senanalysis. These two swimming bush body of a Wegbuchsenlagers are preferably identical. Alternatively, however, for realizing an asymmetric floating bush bearing provided on the inner surface of the floating ⁇ beech body circumferential groove of the two floating buchseneffort be constructed differently, in particular be dimensioned differently.
  • Another alternative is to provide the circumferential groove only in one of the two floating bush body of a Wegbuchsen- camp.
  • floating bush bearings which have one or more floating bush body equipped with the features according to the invention can have rotating or rotation-resistant floating bush bodies.
  • An advantageous development of the invention is to further reduce the disturbing constant tone, that additional grooves 4 in addition to the above-described, provided on the inner shell lb of the floating bush body 1ijnsnuten 3 on the end face lc and / or on the rear surface ld of the floating ⁇ book body are introduced, which extend in the radial direction.
  • additional grooves 4 in addition to the above-described, provided on the inner shell lb of the floating bush body 1 codessnuten 3 on the end face lc and / or on the rear surface ld of the floating ⁇ book body are introduced, which extend in the radial direction.
  • Such provided on the end face or rear surface of a floating bush body further grooves are used in known floating bush bearings to increase the robustness of the radial bearing at high speeds of the turbocharger shaft by the speed of the floating bushings is reduced by them.
  • An embodiment of the invention is, by a suitable dimensioning in the transition region from the inner jacket lb of the floating bush body to the end face lc des Floating bush body and in the transition region from the inner shell lb of the floating bush body to the rear surface ld of the floating book ⁇ sen emotionss each provide a chamfer to set the bearing La ⁇ gerbreite of Wegbuchsen stressess in the desired manner.
  • the turbocharger shaft oscillates in the radial direction.
  • a force is exerted on the lubricating oil film in the inner lubrication gap.
  • the lubricating oil film represents a resistance to this pressure force.
  • lubricating oil is displaced in the axial direction from the inner lubrication gap, which can flow back into the circumferential grooves 3. Due to the incompressibility of the lubricating oil, the oil volume flow entering the circumferential grooves exits again on the side facing away from the oscillating movement.
  • the transition from the cross section of the circumferential grooves to the cross section of the inner lubricating gap acts like a throttle point. As a result, the damping properties of the sliding bearing are favored and thus contribute to the reduction of the constant tone.
  • a floating bush bearing equipped with one or more floating bush bodies according to the invention offers advantages in terms of effectively reducing the undesirable constant sound and improving the lubricating oil supply of the inner lubricating gap of the floating bush bearing.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schwimmbuchsenlager für einen Abgasturbolader, welches einen rohrsegmentförmigen Schwimmbuchsenkörper aufweist, der einen Außenmantel, einen Innenmantel, eine Stirnfläche und eine Rückfläche aufweist, wobei der Innenmantel des Schwimmbuchsenkörpers an derselben Axialposition eine oder mehrere sich in Umfangsrichtung jeweils nur über einen Teil des Gesamtumfangs des Innenmantels erstreckende Umfangsnuten aufweist.

Description

Beschreibung
Schwimmbuchsenlager für einen Abgasturbolader
Die Erfindung betrifft ein Schwimmbuchsenlager für einen Abgasturbolader. Ein derartiges Schwimmbuchsenlager ist zwischen der Welle des Abgasturboladers und dessen Lagergehäuse ange- ordnet. Üblicherweise übernehmen zwei in Axialrichtung voneinander beabstandete Schwimmbuchsen die radiale Lagerung der Welle des Abgasturboladers.
Aus der DE 10 2012 207 010 AI ist ein Abgasturbolader bekannt, welcher mit einem zwei Radiallager aufweisenden Lagergehäuse ausgestattet ist. Die Radiallager umschließen eine im Lagergehäuse gelagerte Welle, sind in Axialrichtung voneinander beabstandet angeordnet und weisen jeweils einen zwischen dem Lagergehäuse und der Welle vorgesehenen Schwimmbuchsenkörper auf. Zwischen der Welle und dem Schwimmbuchsenkörper liegt ein innerer Schmierspalt und zwischen dem Lagergehäuse und dem Schwimmbuchsenkörper ein äußerer Schmierspalt vor. Das Lagergehäuse weist eine in Radialrichtung verlaufende Schmier¬ ölzuführung auf. Zwischen den beiden Schwimmbuchsenkörpern ist ein mit der Schmierölzuführbohrung verbundener Schmierölsammeiraum vorgesehen, von welchem aus das Schmieröl in axialer Richtung in die Schmierspalte der Radiallager leitbar ist.
Aus der DE 102012208 960 AI ist ein Radiallager bekannt, welches eine in einem Gehäuse gelagerte Welle und einen zwischen dem Gehäuse und der Welle vorgesehenen Schwimmbuchsenkörper aufweist. Dieser Schwimmbuchsenkörper ist mit einer Unwucht ausgestattet, um einer Unwucht der Welle entgegenzuwirken. Bei derartigen Schwimmbuchsenlagern haben die eingestellten Spiele im inneren Schmierspalt zwischen der Welle und der Schwimmbuchse als auch im äußeren Schmierspalt zwischen der Schwimmbuchse und dem Lagergehäuse erheblichen Einfluss auf die dynamischen Eigenschaften des Gleitlagers. Die Starrkörpermoden der in dieser Lagerung gelagerten Rotoren führen im Betrieb zu tieffrequenten, sogenannten subsynchronen Schwingungen. Die Anregung dieser Schwingungen erfolgt durch eine Ausgleichs- bewegung der sich mit hoher Geschwindigkeit drehenden Welle des Abgasturboladers im Betrieb unter radialer Last. In Abgas¬ turboladern treten im Wesentlichen drei unterschiedliche subsynchrone Schwingungen auf, die in unterschiedlichen
Drehzahlbereichen liegen. Diese unterschiedlichen subsynchronen Schwingungen können nach deren Modenform und deren Ursprung, welcher im inneren oder im äußeren Schmierspalt liegt, unterschieden werden.
Eine dieser subsynchronen Schwingungen wird durch eine zy- lindrische Starrkörpermode im inneren Schmierfilm der Gleit¬ lagerung gebildet. Diese Schwingung, die auch als zweite Subsynchrone oder als Konstantton bezeichnet wird, kann im jeweiligen Kraftfahrzeug als subjektiv störend empfundenes Geräusch wahrgenommen werden, was wiederum zu Kundenbean- standungen führen kann.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Schwimmbuchsenlager anzugeben, bei welchem der Konstantton nicht mehr störend in Erscheinung tritt.
Diese Aufgabe wird durch ein Schwimmbuchsenlager mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Durch die Erfindung wird ein Schwimmbuchsenlager für einen Abgasturbolader bereitgestellt, welches einen rohrseg- mentförmigen Schwimmbuchsenkörper aufweist, der einen Außenmantel, einen Innenmantel, eine Stirnfläche und eine Rückfläche hat. Der Innenmantel des Schwimmbuchsenkörpers weist eine oder mehrere sich in Umfangsrichtung jeweils nur über einen Teil des Gesamtumfangs des Innenmantels erstreckende Umfangsnuten auf. Dadurch wird in vorteilhafter Weise erreicht, dass der bei mit einem oder mehreren Schwimmbuchsenlagern ausgestatteten Radialgleitlagern im Betrieb auftretende Konstantton derart reduziert ist, dass er nicht mehr störend in Erscheinung tritt. Weitere vorteilhafte Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus deren nachfolgender beispielhafter Erläuterung anhand der Zeichnungen. Es zeigt:
Figur 1 eine Skizze zur Erläuterung des Aufbaus eines einen Schwimmbuchsenkörper aufweisenden Radiallagers,
Figur 2 eine perspektivische Darstellung eines bekannten Schwimmbuchsenkörpers , Figur 3 eine perspektivische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schwimmbuchsenkörpers,
Figur 4 eine erste Schnittdarstellung des in der Figur 3 gezeigten Schwimmbuchsenkörpers ,
Figur 5 eine zweite Schnittdarstellung des in der Figur 3 gezeigten Schwimmbuchsenkörpers,
Figur 6 Skizzen möglicher Querschnittsformen der Umfangsnuten,
Figur 7 Skizzen zur Veranschaulichung möglicher Verteilungen der Umfangsnuten entlang des Umfangs des Innenmantels,
Figur 8 Skizzen zur Veranschaulichung möglicher Breiten und Tiefen der Umfangsnuten,
Figur 9 eine perspektivische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schwimmbuchsenkörpers, Figur 10 eine erste Schnittdarstellung des in der Figur 9 gezeigten Schwimmbuchsenkörpers, Figur 11 eine zweite Schnittdarstellung des in der Figur 9 gezeigten Schwimmbuchsenkörpers,
Figur 12 eine perspektivische Darstellung einer dritten Aus- führungsform eines erfindungsgemäßen Schwimmbuchsenkörpers,
Figur 13 eine erste Schnittdarstellung des in der Figur 12 gezeigten Schwimmbuchsenkörpers, Figur 14 eine zweite Schnittdarstellung des in der Figur 12 gezeigten Schwimmbuchsenkörpers,
Figur 15 eine perspektivische Darstellung einer vierten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schwimmbuchsenkörpers,
Figur 16 eine erste Schnittdarstellung des in der Figur 15 gezeigten Schwimmbuchsenkörpers,
Figur 17 eine zweite Schnittdarstellung des in der Figur 15 gezeigten Schwimmbuchsenkörpers,
Ein Radiallager, welches eine in einem Gehäuse gelagerte Welle und einen zwischen dem Gehäuse und der Welle vorgesehenen Schwimmbuchsenkörper aufweist, wobei zwischen der Welle und dem Schwimmbuchsenkörper ein innerer Schmierspalt und zwischen dem Gehäuse und dem Schwimmbuchsenkörper ein äußerer Schmierspalt vorliegt, ist in der Figur 1 gezeigt. Dort ist zwischen einer rotierenden Welle 8, die sich mit einer Drehzahl nw dreht, und einem Gehäuse 10 ein ebenfalls rotierender Schwimmbuchsenkörper 1, der sich mit einer Drehzahl nB dreht, vorgesehen. Zwischen dem Gehäuse 10 und dem Schwimmbuchsenkörper 1 ist ein mit Schmieröl gefüllter äußerer Schmierspalt 9 vorgesehen. Zwischen dem Schwimmbuchsenkörper 1 und der Welle 8 befindet sich ein ebenfalls mit Schmieröl gefüllter innerer Schmierspalt 11. Dem äußeren Schmierspalt 9 wird das Schmieröl durch im Gehäuse 10 vorgesehene, nicht gezeichnete, in Radialrichtung verlaufende Bohrungen zugeführt. Des Weiteren sind im Schwimmbuchsenkörper 1 ebenfalls nicht gezeichnete, ebenfalls in Radialrichtung verlaufende Bohrungen vorgesehen, durch welche der innere Schmierspalt 11 aus dem äußeren Schmierspalt 9 mit Schmieröl versorgt wird. Diese Schmierölfilme nehmen im Betrieb auf¬ tretende Radialkräfte auf.
In der Figur 2 ist eine perspektivische Skizze eines her¬ kömmlichen Schwimmbuchsenkörpers gezeigt. Dieser Schwimm¬ buchsenkörper 1 ist im Wesentlichen rohrsegmentförmig ausgebildet und weist in Radialrichtung verlaufende Ölzuführbohrungen 2 auf, durch welche im Betrieb Schmieröl vom äußeren Schmierspalt zum inneren Schmierspalt transportiert wird. Diese Ölzuführ- bohrungen 2 weisen jeweils einen vorgegebenen Durchmesser auf und sind als Durchgangsbohrungen realisiert. Des Weiteren weist der in der Figur 2 dargestellte Schwimmbuchsenkörper 1 einen Au- ßenmantel la, einen Innenmantel lb, eine Stirnfläche lc und eine Rückfläche ld auf.
In der Figur 3 ist eine perspektivische Skizze einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schwimmbuchsenkörpers gezeigt. Dieser Schwimmbuchsenkörper 1 ist ebenfalls im Wesentlichen rohrsegmentförmig ausgebildet und weist ebenfalls in Radialrichtung verlaufende Ölzuführbohrungen 2 auf, durch welche im Betrieb Schmieröl vom äußeren Schmierspalt zum inneren Schmierspalt transportiert wird. Auch diese Ölzuführbohrungen weisen jeweils einen vorgegebenen Durchmesser auf und sind als Durchgangsbohrungen realisiert. Auch der in der Figur 3 dargestellte Schwimmbuchsenkörper 1 weist einen Außenmantel la, einen Innenmantel lb, eine Stirnfläche lc und eine Rückfläche ld auf .
Im Unterschied zu dem in der Figur 2 gezeigten bekannten Schwimmbuchsenkörper weist der in der Figur 3 gezeigte erfindungsgemäße Schwimmbuchsenkörper 1 an seinem Innenmantel lb an derselben Axialposition eine oder mehrere sich in Um- fangsrichtung erstreckende Umfangsnuten 3 auf. Untersuchungen haben ergeben, dass bei einem Schwimmbuchsenlager, welches einen Schwimmbuchsenkörper mit in dessen Innenumfang eingebrachter, sich in Umfangsrichtung erstreckenden Umfangsnuten aufweist, der oben genannte Konstantton wirkungsvoll reduziert ist, so dass er nicht mehr störend in Erscheinung tritt. Bei der in der Figur 3 gezeigten Ausführungsform sind die Umfangsnuten rechteckförmig ausgebildet .
Der in der Figur 3 gezeigte Schwimmbuchsenkörper 1 zeichnet sich weiterhin dadurch aus, dass die Ölzuführbohrungen 2, die jeweils an derselben Axialposition des Schwimmbuchsenkörpers, vorzugsweise in dessen axialer Mitte, angeordnet sind und in Umfangsrichtung des Schwimmbuchsenkörpers gleichmäßig verteilt angeordnet sind, sich jeweils vom Außenmantel la des
Schwimmbuchsenkörpers 1 in Radialrichtung nach innen bis in die Umfangsnut 3 oder bis zum Innenmantel lb erstrecken. Zwei oder mehr benachbarte Ölzuführbohrungen 2 können über eine Umfangsnut 3 fluidisch miteinander verbunden sein.
Durch eine Verwendung derartiger Umfangsnuten, die zumindest teilweise mit einer oder mehreren Ölzuführbohrungen fluidisch verbunden sind, wird die Schmierölversorgung des inneren Schmierspalts und der Umfangsnuten im Vergleich zu einer Verwendung bekannter Schwimmbuchsenkörper verbessert.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung können an weiteren Axialpositionen des Schwimmbuchsenkörpers in dessen Innenumfang weitere sich jeweils nur über einen Teil des Gesamtumfangs erstreckende Umfangsnuten eingebracht sein und gegebenenfalls auch weitere mit diesen weiteren Umfangsnuten verbundene Ölzuführbohrungen vorgesehen sein. So können beispielsweise zwei oder drei, sich jeweils nur über einen Teil des Gesamtumfanges erstreckende Umfangsnuten 3 vorgesehen sein, die an unterschiedlichen axialen Positionen mit Abstand x in Axialrichtung zueinander am Innenumfang des Schwimmbuchsenkörpers 1 angeordnet sind. Weiterhin können diese Umfangsnuten 3 in gleichen oder unterschiedlichen Winkelabständen ω zueinander über den Innenumfang verteilt angeordnet sein. Ein Beispiel hierfür zeigen die Schnittdarstellungen eines Schwimmbuchsenkörpers 1 in den Figuren 4 und 5. Aus den Figuren 4 und 5 ist weiterhin ersichtlich, dass die Umfangsnuten 3 jeweils fluidisch mit Ölzuführungsbohrungen 2 in Verbindung stehen, wobei noch weitere, nicht in einer Umfangsnut endende Ölzu- führungsbohrungen 2 vorgesehen sind. In diesem Beispiel sind an zwei Axialpositionen jeweils mehrere sich nur über einen Teil des Gesamtumfangs erstreckende Umfangsnuten vorgesehen. Es kann jedoch auch an jeder Axialposition jeweils nur eine solche Umfangsnut vorgesehen sein, die jeweils in einem Winkelabstand ω zu den jeweils anderen Umfangsnuten angeordnet sind. Des Weiteren ist aus der Figur 4 ersichtlich, dass die Umfangsnuten rechteckförmig ausgebildet sind.
Aus der Figur 5 ist insbesondere ersichtlich, dass bei der gezeigten Ausführungsform insgesamt 6 Ölzuführbohrungen 2 pro axialer Position vorgesehen sind, die jeweils in Radialrichtung verlaufen und entlang des Umfangs des Innenmantels des
Schwimmbuchsenkörpers gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Des Weiteren ist ersichtlich, dass jeweils drei dieser Ölzuführ- bohrungen 2 mit jeweils einer der Umfangsnuten 3 fluidisch verbunden sind, während die anderen drei Ölzuführbohrungen 2 nicht mit einer Umfangsnut 3 fluidisch verbunden sind.
Die Figur 6 zeigt Skizzen möglicher Querschnittsformen der Umfangsnuten. Diese können beispielsweise viereckig, dreieckig, oval, halbkreisförmig, trapezförmig oder auch sichelförmig ausgebildet sein.
Die Figur 7 zeigt Skizzen zur Veranschaulichung möglicher Verteilungen der Umfangsnuten 3 entlang des Umfangs des In- nenmantels lb. Aus der oberen Darstellung von Figur 7 ist ersichtlich, dass die Umfangsnuten 3 entlang des Innenmantels lb des Schwimmbuchsenkörpers gleichmäßig bzw . symmetrisch verteilt sein können. Aus der unteren Darstellung von Figur 7 ist ersichtlich, dass die Umfangsnuten 3 entlang des Innenmantels lb des Schwimmbuchsenkörpers auch ungleichmäßig bzw . unsymmetrisch verteilt sein können.
Die Figur 8 zeigt Skizzen zur Veranschaulichung möglicher Breiten und Tiefen der Umfangsnuten. Aus der oberen Darstellung von Figur 8 ist ersichtlich, dass die Breite b und die Tiefe t der Um¬ fangsnuten übereinstimmen können. Aus der unteren Darstellung von Figur 8 ist ersichtlich, dass die Breite und die Tiefe der Umfangsnuten auch unterschiedlich gewählt werden können. So hat die in der unteren Darstellung von Figur 8 die obere der beiden gezeichneten Umfangsnuten eine Breite b und eine Tiefe t, während die untere der beiden Umfangsnuten eine Breite bl und eine Tiefe tl hat, wobei bl größer als b ist und wobei tl größer als t ist. Mit d ist jeweils die Wandstärke des Schwimmbuchsenkörpers bezeichnet.
Die Breite b einer Umfangsnut 3 kann in Umfangsrichtung variieren und/oder es kann die Breite zweier in Umfangsrichtung benachbarter Umfangsnuten 3 unterschiedlich sein. Vorzugsweise ist die Breite der Umfangsnut an ihrer breitesten Stelle kleiner als 50 % der tragenden Länge des Innenmantels lb des Schwimm¬ buchsenkörpers 1.
Die Tiefe t einer Umfangsnut 3 ist an ihrer tiefsten Stelle kleiner als 80 % der Wandstärke d des Schwimmbuchsenkörpers, vorzugsweise kleiner als 50 % der Wandstärke d des Schwimm¬ buchsenkörpers. Die Tiefe t einer Umfangsnut 3 kann in Um- fangsrichtung variieren und/oder es kann die Tiefe t zweier in Umfangsrichtung benachbarter Umfangsnuten unterschiedlich sein.
Des Weiteren kann in den Übergangsbereichen zwischen den Umfangsnuten 3 und der jeweils benachbarten tragenden Fläche 11, 12 des Innenmantels lb des Schwimmbuchsenkörpers 1 jeweils eine Fase 5b vorgesehen sein, wie es in der oberen Darstellung von Figur 8 veranschaulicht ist.
Durch diese anhand der Figuren 6 bis 8 erläuterten Wahlmöglichkeiten kann das jeweilige Schwimmbuchsenlager im Hinblick auf eine möglichst effektive Reduzierung des Konstanttons optimiert werden. Diese Wahlmöglichkeiten bestehen auch für die weiteren Ausführungsformen, die nachfolgend anhand der weiteren Figuren 9 bis 17 erläutert werden. In der Figur 9 ist eine perspektivische Skizze einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schwimmbuchsenkörpers gezeigt. Dieser Schwimmbuchsenkörper 1 ist ebenfalls im Wesentlichen rohrsegmentförmig ausgebildet und weist ebenfalls in Radialrichtung verlaufende Ölzuführbohrungen 2 auf, durch welche im Betrieb Schmieröl vom äußeren Schmierspalt zum inneren
Schmierspalt transportiert wird. Auch diese Ölzuführbohrungen weisen jeweils einen vorgegebenen Durchmesser auf und sind als Durchgangsbohrungen realisiert. Auch der in der Figur 9 dargestellte Schwimmbuchsenkörper 1 weist einen Außenmantel la, einen Innenmantel lb, eine Stirnfläche lc und eine Rückfläche ld auf .
Im Unterschied zu dem in der Figur 2 gezeigten bekannten Schwimmbuchsenkörper weist der in der Figur 9 gezeigte er- findungsgemäße Schwimmbuchsenkörper 1 an seinem Innenmantel lb eine oder mehrere sich in Umfangsrichtung erstreckende Um- fangsnuten 3 auf. Untersuchungen haben ergeben, dass bei einem Schwimmbuchsenlager, welches einen Schwimmbuchsenkörper mit in dessen Innenumfang eingebrachter, sich in Umfangsrichtung erstreckenden Umfangsnuten aufweist, der oben genannte Konstantton wirkungsvoll reduziert ist, so dass er nicht mehr störend in Erscheinung tritt. Bei der in der Figur 3 gezeigten Ausführungsform sind die Umfangsnuten sichelförmig ausgebildet. Der in der Figur 9 gezeigte Schwimmbuchsenkörper 1 zeichnet sich weiterhin dadurch aus, dass die Ölzuführbohrungen 2, die jeweils an derselben Axialposition des Schwimmbuchsenkörpers, vorzugsweise in dessen axialer Mitte, angeordnet sind und in Umfangsrichtung des Schwimmbuchsenkörpers gleichmäßig verteilt angeordnet sind, sich jeweils vom Außenmantel la des
Schwimmbuchsenkörpers 1 in Radialrichtung nach innen bis in die Umfangsnut 3 oder bis zum Innenmantel lb erstrecken. Zwei oder mehr benachbarte Ölzuführbohrungen 2 können über eine Umfangsnut 3 fluidisch miteinander verbunden sein.
Durch eine Verwendung derartiger Umfangsnuten, die zumindest teilweise mit einer oder mehreren Ölzuführbohrungen fluidisch verbunden sind, wird die Schmierölversorgung des inneren Schmierspalts und der Umfangsnuten im Vergleich zu einer Verwendung bekannter Schwimmbuchsenkörper verbessert. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung können an anderen
Axialpositionen des Schwimmbuchsenkörpers in dessen Innenumfang weitere Umfangsnuten eingebracht sein und gegebenenfalls auch weitere Ölzuführbohrungen vorgesehen sein. Die Figur 10 zeigt eine erste Schnittdarstellung des in der Figur 9 gezeigten Schwimmbuchsenkörpers 1. Aus dieser Darstellung ist insbesondere ersichtlich, dass die in der Figur 10 obere Um¬ fangsnut 3 fluidisch mit einer Ölzuführbohrung 2 verbunden ist, während die in der Figur 10 mittlere Ölzuführbohrung nicht mit einer Umfangsnut 3 fluidisch verbunden ist. Des Weiteren ist aus der Figur 10 ersichtlich, dass die Umfangsnuten sichelförmig ausgebildet sind.
Die Figur 11 zeigt eine zweite Schnittdarstellung des in der Figur 9 gezeigten Schwimmbuchsenkörpers 1. Aus der Figur 11 ist insbesondere ersichtlich, dass bei der gezeigten Ausführungsform insgesamt 6 Ölzuführbohrungen 2 vorgesehen sind, die jeweils in Radialrichtung verlaufen und entlang des Umfangs des Innenmantels des Schwimmbuchsenkörpers gleichmäßig verteilt ange- ordnet sind. Des Weiteren ist ersichtlich, dass drei dieser Ölzuführbohrungen 2 mit jeweils einer der Umfangsnuten 3 fluidisch verbunden sind, während die anderen drei Ölzuführ- bohrungen 2 nicht mit einer Umfangsnut 3 fluidisch verbunden sind .
In der Figur 12 ist eine perspektivische Skizze einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schwimmbuchsenkörpers gezeigt. Dieser Schwimmbuchsenkörper 1 ist ebenfalls im We- sentlichen rohrsegmentförmig ausgebildet und weist ebenfalls in Radialrichtung verlaufende Ölzuführbohrungen 2 auf, durch welche im Betrieb Schmieröl vom äußeren Schmierspalt zum inneren Schmierspalt transportiert wird. Auch diese Ölzuführbohrungen weisen jeweils einen vorgegebenen Durchmesser auf und sind als Durchgangsbohrungen realisiert. Auch der in der Figur 12 dargestellte Schwimmbuchsenkörper 1 weist einen Außenmantel la, einen Innenmantel lb, eine Stirnfläche lc und eine Rückfläche ld auf .
Im Unterschied zu dem in der Figur 2 gezeigten bekannten Schwimmbuchsenkörper weist der in der Figur 12 gezeigte erfindungsgemäße Schwimmbuchsenkörper 1 an seinem Innenmantel lb eine oder mehrere sich in Umfangsrichtung erstreckende Um- fangsnuten 3 auf. Untersuchungen haben ergeben, dass bei einem Schwimmbuchsenlager, welches einen Schwimmbuchsenkörper mit in dessen Innenumfang eingebrachter, sich in Umfangsrichtung erstreckenden Umfangsnuten aufweist, der oben genannte Konstantton wirkungsvoll reduziert ist, so dass er nicht mehr störend in Erscheinung tritt. Bei der in der Figur 12 gezeigten Ausführungsform sind die Umfangsnuten sichelförmig ausgebildet.
Der in der Figur 12 gezeigte Schwimmbuchsenkörper 1 zeichnet sich weiterhin dadurch aus, dass die Ölzuführbohrungen 2, die jeweils an derselben Axialposition des Schwimmbuchsenkörpers, vorzugsweise in dessen axialer Mitte, angeordnet sind und in Umfangsrichtung des Schwimmbuchsenkörpers gleichmäßig verteilt angeordnet sind, sich jeweils vom Außenmantel la des
Schwimmbuchsenkörpers 1 in Radialrichtung nach innen bis in die Umfangsnut 3 oder bis zum Innenmantel lb erstrecken. Zwei oder mehr benachbarte Ölzuführbohrungen 2 sind über eine Umfangsnut 3 fluidisch miteinander verbunden.
Durch eine Verwendung derartiger Umfangsnuten, die zumindest teilweise mit einer oder mehreren Ölzuführbohrungen fluidisch verbunden sind, wird die Schmierölversorgung des inneren Schmierspalts und der Umfangsnuten im Vergleich zu einer Verwendung bekannter Schwimmbuchsenkörper verbessert. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung können an anderen Axialpositionen des Schwimmbuchsenkörpers in dessen Innenumfang weitere Umfangsnuten eingebracht sein und gegebenenfalls auch weitere Ölzuführbohrungen vorgesehen sein.
Die Figur 13 zeigt eine erste Schnittdarstellung des in der Figur 12 gezeigten Schwimmbuchsenkörpers 1. Aus dieser Darstellung ist insbesondere ersichtlich, dass die sichelförmig ausgebildeten Umfangsnuten 3 einander benachbarte Ölzuführbohrungen 2 fluidisch miteinander verbinden.
Die Figur 14 zeigt eine zweite Schnittdarstellung des in der Figur 12 gezeigten Schwimmbuchsenkörpers 1. Aus der Figur 14 ist insbesondere ersichtlich, dass bei der hier gezeigten Ausführungsform insgesamt 6 Ölzuführbohrungen 2 vorgesehen sind, die jeweils in Radialrichtung verlaufen und entlang des Umfangs des Innenmantels des Schwimmbuchsenkörpers gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Des Weiteren ist ersichtlich, dass alle Öl- zuführbohrungen 2 über die Umfangsnuten 3 fluidisch verbunden sind, wobei eine Umfangsnut jeweils mit drei Ölzuführbohrungen fluidisch verbunden ist.
In der Figur 15 ist eine perspektivische Skizze einer viertten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schwimmbuchsenkörpers gezeigt. Dieser Schwimmbuchsenkörper 1 ist ebenfalls im Wesentlichen rohrsegmentförmig ausgebildet und weist ebenfalls in Radialrichtung verlaufende Ölzuführbohrungen 2 auf, durch welche im Betrieb Schmieröl vom äußeren Schmierspalt zum inneren Schmierspalt transportiert wird. Auch diese Ölzuführbohrungen weisen jeweils einen vorgegebenen Durchmesser auf und sind als Durchgangsbohrungen realisiert. Auch der in der Figur 15 dargestellte Schwimmbuchsenkörper 1 weist einen Außenmantel la, einen Innenmantel lb, eine Stirnfläche lc und eine Rückfläche ld auf.
Im Unterschied zu dem in der Figur 2 gezeigten bekannten Schwimmbuchsenkörper weist der in der Figur 15 gezeigte er- findungsgemäße Schwimmbuchsenkörper 1 an seinem Innenmantel lb eine oder mehrere sich in Umfangsrichtung erstreckende Um- fangsnuten 3 auf. Untersuchungen haben ergeben, dass bei einem Schwimmbuchsenlager, welches einen Schwimmbuchsenkörper mit in dessen Innenumfang eingebrachter, sich in Umfangsrichtung erstreckenden Umfangsnuten aufweist, der oben genannte Konstantton wirkungsvoll reduziert ist, so dass er nicht mehr störend in Erscheinung tritt. Bei der in der Figur 15 gezeigten Ausführungsform sind die Umfangsnuten sichelförmig ausgebildet. Die Verteilung der sichelförmigen Umfangsnuten entlang des Innenumfangs des Schwimmbuchsenkörpers ist unsymmetrisch.
Der in der Figur 15 gezeigte Schwimmbuchsenkörper 1 zeichnet sich weiterhin dadurch aus, dass die Ölzuführbohrungen 2, die jeweils an derselben Axialposition des Schwimmbuchsenkörpers, vorzugsweise in dessen axialer Mitte, angeordnet sind und in Umfangsrichtung des Schwimmbuchsenkörpers gleichmäßig verteilt angeordnet sind, sich jeweils vom Außenmantel la des
Schwimmbuchsenkörpers 1 in Radialrichtung nach innen bis in die Umfangsnut 3 oder bis zum Innenmantel lb erstrecken. Zwei oder mehr benachbarte Ölzuführbohrungen 2 können über eine Umfangsnut 3 fluidisch miteinander verbunden sein.
Durch eine Verwendung derartiger Umfangsnuten, die zumindest teilweise mit einer oder mehreren Ölzuführbohrungen fluidisch verbunden sind, wird die Schmierölversorgung des inneren Schmierspalts und der Umfangsnuten im Vergleich zu einer Verwendung bekannter Schwimmbuchsenkörper verbessert. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung können an anderen
Axialpositionen des Schwimmbuchsenkörpers in dessen Innenumfang weitere Umfangsnuten eingebracht sein und gegebenenfalls auch weitere Ölzuführbohrungen vorgesehen sein. Die Figur 16 zeigt eine erste Schnittdarstellung des in der Figur 15 gezeigten Schwimmbuchsenkörpers 1. Aus dieser Darstellung ist insbesondere ersichtlich, dass die in der Figur 16 obere und untere Umfangsnut 3 fluidisch mit einer Ölzuführbohrung 2 verbunden ist, während die in der Figur 16 mittleren beiden Ölzuführbohrungen 2 nicht mit einer Umfangsnut 3 fluidisch verbunden sind. Des Weiteren ist aus der Figur 10 ersichtlich, dass die Umfangsnuten sichelförmig ausgebildet sind.
Die Figur 17 zeigt eine zweite Schnittdarstellung des in der Figur 15 gezeigten Schwimmbuchsenkörpers 1. Aus der Figur 17 ist insbesondere ersichtlich, dass bei der gezeigten Ausführungsform insgesamt 6 Ölzuführbohrungen 2 vorgesehen sind, die jeweils in Radialrichtung verlaufen und entlang des Umfangs des Innenmantels des Schwimmbuchsenkörpers gleichmäßig verteilt ange¬ ordnet sind. Des Weiteren ist ersichtlich, dass vier dieser Ölzuführbohrungen 2 mit einer oder zweien der Umfangsnuten 3 fluidisch verbunden sind, während die anderen beiden Ölzu- führbohrungen 2 nicht mit einer Umfangsnut 3 fluidisch verbunden sind. Des Weiteren ist ersichtlich, dass die Umfangsnuten am Innenmantel des Schwimmbuchsenkörpers asymmetrisch verteilt sind . Nachfolgend werden bevorzugte Dimensionierungen der Umfangs¬ nuten 3 relativ zu weiteren Bestandteilen des Schwimmbuchsenkörpers 1 näher erläutert. Diese Dimensionierungen der Umfangsnuten 3 sind auf die Größe des Schwimmbuchsenlagers, welche von der Baugröße des jeweiligen Abgasturboladers abhängig ist, abgestimmt.
Die Breite b der Umfangsnuten 3 beträgt vorzugsweise bis zu 50 % der tragenden Lagerbreite des Innenmantels lb des Schwimm¬ buchsenkörpers 1. Diese tragende Lagerbreite ergibt sich durch eine Addition der beidseits der Umfangsnut 3 angeordneten, sich in Axialrichtung erstreckenden Längen des Innenmantels. Dabei ist von Bedeutung, dass die Summe aus tragender Lagerbreite und der Breite der Umfangsnut 3 kleiner ist als axiale Gesamtlänge des Schwimmbuchsenkörpers, wenn der Innenmantel lb des
Schwimmbuchsenkörpers 1 im Bereich der Stirnfläche lc und vorzugsweise auch im Bereich der Rückfläche ld und/oder im Übergangsbereich zwischen der jeweiligen Umfangsnut und den jeweils benachbarten tragenden Längen des Innenmantels jeweils eine Fase aufweist.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Breite b der Umfangsnuten 3 in Umfangsrichtung variabel.
Die Tiefe t der Umfangsnuten 3 beträgt bis zu 80 % der Wandstärke d des Schwimmbuchsenkörpers 1, vorzugsweise bis zu 50 % der Wandstärke d des Schwimmbuchsenkörpers.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Tiefe t der Umfangsnuten 3 in Umfangsrichtung variabel. Alternativ oder zusätzlich dazu kann die Tiefe t zweier in Umfangsrichtung benachbarter Umfangsnuten unterschiedlich sein. Alternativ oder zusätzlich dazu kann die Tiefe t der Umfangsnuten 3 auch in axialer Richtung variieren.
Versuche haben ergeben, dass durch die vorstehend beschriebenen Dimensionierungen der Breite b der Umfangsnuten 3 und der Tiefe t der Umfangsnuten 3 eine effektive Reduzierung des Konstanttons in Abhängigkeit vom jeweils vorliegenden Abgasturbolader erzielt werden kann.
Als Umfangsnutform wird vorzugsweise ein Rechteck, ein Dreieck, ein Oval, ein Halbkreis oder eine Sichel verwendet. Auch andere Umfangsnutformen sind möglich. Es muss bei der Wahl der Form der Umfangsnut lediglich darauf geachtet werden, dass ein aus¬ reichendes Schmierölvolumen in den Umfangsnuten aufgenommen werden kann.
Der Übergangsbereich zwischen den Umfangsnuten und dem
Schmierspalt auf der Innenseite des Schwimmbuchsenkörpers kann als Fase, Kantenbruch, Kantenverrundung oder auch scharfkantig ausgeführt sein.
Ein Schwimmbuchsenlager für einen Abgasturbolader weist vorzugsweise zwei axial voneinander beabstandete Schwimmbuch¬ senkörper auf. Diese beiden Schwimmbuchsenkörper eines Schwimmbuchsenlagers sind vorzugsweise identisch aufgebaut. Alternativ dazu kann jedoch zur Realisierung eines asymmetrischen Schwimmbuchsenlagers die am Innenmantel des Schwimm¬ buchsenkörpers vorgesehene Umfangsnut der beiden Schwimm- buchsenkörper auch unterschiedlich aufgebaut sein, insbesondere unterschiedlich dimensioniert sein.
Eine weitere Alternative besteht darin, die Umfangsnut nur bei einem der beiden Schwimmbuchsenkörper eines Schwimmbuchsen- lagers vorzusehen.
Ferner können Schwimmbuchsenlager, die einen oder mehrere mit den erfindungsgemäßen Merkmalen ausgestatteten Schwimmbuchsenkörper aufweisen, rotierende oder rotationsfeste Schwimm- buchsenkörper aufweisen.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, den störenden Konstantton dadurch weiter zu reduzieren, dass zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen, am Innenmantel lb des Schwimmbuchsenkörpers 1 vorgesehenen Umfangsnuten 3 an der Stirnfläche lc und/oder an der Rückfläche ld des Schwimm¬ buchsenkörpers zusätzliche Nuten 4 eingebracht werden, die sich in radialer Richtung erstrecken. Derartige an der Stirnfläche oder Rückfläche eines Schwimmbuchsenkörpers vorgesehene weitere Nuten dienen bei bekannten Schwimmbuchsenlagern zur Erhöhung der Robustheit der Radiallagerung bei hohen Drehzahlen der Turboladerwelle, indem durch sie die Drehzahl der Schwimmbuchsen reduziert wird. Versuche haben gezeigt, dass diese Reduzierung der Schwimmbuchsendrehzahl einen Einfluss auf den Konstantton hat. Dies wirkt sich positiv auf die subj ektive Geräuschbewertung im Fahrzeug aus, falls die Frequenzlage des Konstanttons in einen Bereich verschoben wird, in welchem andere Fahrzeuggeräuschquellen dominant sind und eine entsprechende akustische Mas¬ kierung des Konstanttons bewirken.
Eine Ausführungsform der Erfindung besteht darin, durch eine geeignete Dimensionierung einer im Übergangsbereich vom Innenmantel lb des Schwimmbuchsenkörpers zur Stirnfläche lc des Schwimmbuchsenkörpers und im Übergangsbereich vom Innenmantel lb des Schwimmbuchsenkörpers zur Rückfläche ld des Schwimmbuch¬ senkörpers jeweils eine Fase vorzusehen, um die tragende La¬ gerbreite des Schwimmbuchsenkörpers in gewünschter Weise einzustellen.
Die oben beschriebenen, am Innenumfang lb des Schwimmbuchsenkörpers 1 vorgesehenen Umfangsnuten 3 stellen ein zusätzliches Ölreservoir zwischen der Turboladerwelle und dem
Schwimmbuchsenkörper bereit. Bei einem Auftreten von Unterdruckgebieten im inneren Schmierspalt kann Schmieröl aus der Umfangsnut direkt und bedarfsgerecht nachgeführt werden, um die Schmiereigenschaften zu verbessern. Durch das Ölvolumen im Bereich des inneren Schmierspalts wird wiederum die Anregung von niederfreuenten Schwingungen beeinflusst. Bei einem Vorliegen von Mangelschmierung im inneren Schmierspalt wird diesem Mangel durch die unmittelbare Nähe des Ölvolumens in den Umfangsnuten 3 zum inneren Schmierspalt wirkungsvoll entgegengewirkt, indem Schmieröl zügig nachgeführt werden kann.
Bei einem Auftreten zylindrischer Starrkörpermoden erfolgt eine Schwingbewegung der Turboladerwelle in radialer Richtung. Dabei wird eine Kraft auf den Schmierölfilm im inneren Schmierspalt ausgeübt. Der Schmierölfilm stellt einen Widerstand für diese Druckkraft dar. Dennoch wird Schmieröl in axialer Richtung aus dem inneren Schmierspalt verdrängt, welches zurück in die Umfangsnuten 3 fließen kann. Bedingt durch die Inkompressi- bilität des Schmieröls tritt der dabei in die Umfangsnuten eintretende Ölvolumenstrom auf der der Schwingbewegung abge- wandten Seite wieder aus. Hierbei wirkt der Übergang vom Querschnitt der Umfangsnuten zum Querschnitt des inneren Schmierspalts wie eine Drosselstelle. Dadurch werden die dämpfenden Eigenschaften der Gleitlagerung begünstigt und tragen somit zur Reduzierung des Konstanttons bei.
Bedingt durch die Komplexität der Strömungsvorgänge des
Schmieröls in den Umfangsnuten 3 wird die innere Reibung des Schmieröls erhöht, wodurch es zu einem zusätzlichen Dämpfungseffekt kommt.
Durch die Drehbewegung des Schwimmbuchsenkörpers entsteht ein Fliehkrafteffekt in den radial gerichteten Ölzuführbohrungen 2. Dieser Fliehkrafteffekt stellt einen Widerstand für das dem inneren Schmierspalt zuzuführenden Schmieröl dar. Durch das oben beschriebene Einbringen der Umfangsnuten 3 in den Innenmantel lb des Schwimmbuchsenkörpers 1 wird die Ölzuführbohrung 2 verkürzt, wodurch der Fliehkrafteffekt verringert und die Schmieröl¬ versorgung des inneren Schmierspalts verbessert wird.
Ein Schwimmbuchsenlager, das mit einem oder mehreren erfindungsgemäßen Schwimmbuchsenkörpern ausgestattet ist, bietet nach alledem Vorteile in Bezug auf eine wirkungsvolle Reduzierung des unerwünschten Konstanttons und eine Verbesserung der Schmierölversorgung des inneren Schmierspalts des Schwimmbuchsenlagers .

Claims

Patentansprüche
1. Schwimmbuchsenlager für einen Abgasturbolader, mit einem rohrsegmentförmigen Schwimmbuchsenkörper (1), welcher einen
Außenmantel (la), einen Innenmantel (lb), eine Stirnfläche (lc) und eine Rückfläche (ld) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenmantel (lb) des Schwimmbuchsenkörpers (1) an derselben Axialposition eine oder mehrere sich in Umfangsrichtung jeweils nur über einen Teil des Gesamtumfangs des Innenmantels er¬ streckende Umfangsnuten (3) aufweist.
2. Schwimmbuchsenlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwimmbuchsenkörper (1) sich in Radialrichtung er- streckende Ölzuführbohrungen (2) aufweist, die sich vom Au¬ ßenmantel (la) des Schwimmbuchsenkörpers bis zu einer Umfangsnut (3) oder bis zum Innenmantel (lb) erstrecken.
3. Schwimmbuchsenlager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölzuführbohrungen (2) in Umfangsrichtung des Innenmantels (lb) des Schwimmbuchsenkörpers (1) gleichmäßig oder ungleichmäßig verteilt angeordnet sind.
4. Schwimmbuchsenlager nach Anspruch 2 oder 3, dadurch ge- kennzeichnet, dass zwei oder mehr der Ölzuführbohrungen (2) durch eine Umfangsnut (3) in Umfangsrichtung miteinander verbunden sind .
5. Schwimmbuchsenlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenmantel (lb) des
Schwimmbuchsenkörpers (1) zwei oder mehr sich in Umfangsrichtung jeweils nur über einen Teil des Gesamtumfanges erstreckende und jeweils axial voneinander beabstandete Umfangsnuten (3) auf¬ weist.
6. Schwimmbuchsenlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite (b) einer Umfangsnut (3) in Umfangsrichtung variiert und/oder dass die Breite zweier in Umfangsrichtung benachbarter Umfangsnuten (3) unterschiedlich ist .
7. Schwimmbuchsenlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite (b) der Umfangsnut (3) an ihrer breitesten Stelle kleiner ist als 50% der tragenden Länge des Innenmantels (lb) des Schwimmbuchsenkörpers (1).
8. Schwimmbuchsenlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe (t) der Umfangsnut (3) an ihrer tiefsten Stelle kleiner ist als 80% der Wandstärke (d) des Schwimmbuchsenkörpers (1), vorzugsweise kleiner ist als 50 % der Wandstärke (d) des Schwimmbuchsenkörpers (1).
9. Schwimmbuchsenlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe (t) einer Umfangsnut (3) in Umfangsrichtung variiert und/oder die Tiefe (t) zweier in Umfangsrichtung benachbarter Umfangsnuten (3) unterschiedlich ist und/oder die Tiefe (t) einer Umfangsnut (3) in axialer Richtung variiert.
10. Schwimmbuchsenlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass in die Stirnfläche (lc) und/oderdie Rückfläche (ld) des Schwimmbuchsenkörpers (1) sich in Radi- alrichtung erstreckende Nuten (4) eingebracht sind.
11. Schwimmbuchsenlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenmantel (lb) des
Schwimmbuchsenkörpers (1) im Bereich der Stirnfläche (lc) und/oder der Rückfläche (ld) eine Fase (5) aufweist.
12. Schwimmbuchsenlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsnuten rechteckig, dreieckig, oval, trapezförmig oder sichelförmig ausgebildet sind.
13. Schwimmbuchsenlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Übergangsbereich zwischen den Umfangsnuten und der tragenden Länge des Innenmantels des Schwimmbuchsenkörpers jeweils eine Fase (5a) vorgesehen ist.
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