專利名稱：帶有液壓阻尼裝置的滾動軸承設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種尤其是在具有殼體構件的渦輪增壓機中的滾動軸承設備，殼體構件帶有具有內周邊的軸承孔和在這個軸承孔中徑向彈性地容納在具有外周邊的外圈上的滾動軸承。
背景技術：
渦輪增壓機作為用于通過提高燃料混合物在內燃機的燃燒腔中的通流量來提高內燃機功率的廢氣渦輪增壓機而公知。在這種情況下，例如渦輪機由內燃機的廢氣來驅動，所述渦輪機與壓縮機轉動鎖合地連接，所述壓縮機提高了在內燃機的進氣部分中燃料混合物的氣體壓力。渦輪增壓機的轉子組件(基本上是壓縮機、渦輪機和轉子軸)經常相對于渦輪增壓機的殼體構件滑動支承在軸承孔中。由于摩擦，這種滑動軸承受渦輪增壓機的響應性能限制。因此，由DE 10 2008 020 067 Al公知了帶有滾動軸承設備的渦輪增壓機，在其中轉子組件(Laufzeug)相對于殼體構件借助于滾動軸承能扭轉地得以容納。由此,能夠達到摩擦的顯著減小并因此達到轉子組件的較微小的起動力和較高的加速。當然，由于轉子組件的不平衡在滾動軸承上出現了很高的負荷，通過在滾動軸承的外圈與軸承孔之間的間隙反作用于所述負荷，其中，將液壓流體壓入間隙中，以便產生潤滑膜。
發明內容
本發明的任務是，在更好地衰減相對于殼體件旋轉的質量體(像渦輪增壓機的轉子組件)的不平衡方面，具有優點地改進滾動軸承設備和帶有它的渦輪增壓機。在此，基本上應該維持滾動軸承設備或者說帶有這個滾動軸承設備的渦輪增壓機的結構和設計。上述任務通過一種尤其是在渦輪增壓機中的滾動軸承設備得以解決，所述渦輪增壓機具有殼體構件，其帶有具有內周邊的軸承孔和在這個軸承孔中容納在具有外周邊的外圈上的滾動軸承，其中，在外圈在軸承孔中徑向彈性地預張緊的情況下，在外圈的外周邊與軸承孔的內周邊之間的環形縫隙上形成由褶皺組成的液壓阻尼裝置，這些褶皺在周邊上交替地面向外周邊和內周邊且至少部分由液壓流體填充。通過將環形縫隙分配在多個在周邊上分布的褶皺中，放大了對包括在其中的液壓流體的粘度的影響，從而使得外圈相對于軸承孔在徑向預張緊下進行的移位液壓地衰減。在這種情況下，通過對褶皺的橫截面和預張力的選擇能夠應用最優化地調整其他的阻尼區域。在此，已經證明特別具有優點的是如下，即，當為了調節褶皺的橫截面和徑向預張力設置有以在環形縫隙中彈性地張緊的軸套形式的唯一的構件的時候。通過對軸套在周邊上分布的軸的數量和形狀、其材料厚度和這一類的選擇，可以在預先確定的環形縫隙的情況下在阻尼裝置的徑向剛性和其在其他的區域上的衰減方面調節阻尼裝置的特性。液壓流體的供應經由至少一個設置在軸承孔的內周邊上的開口來進行。例如，能夠設置有大致在中間的孔。可選地或者附加地，能夠在軸套的端側的端部區域中設置有其他的開口。具有優點的是，例如借助于液壓泵來壓縮液壓流體并且通過至少一個開口對該液壓流體施壓。這樣調節的預壓力能夠借助于止回閥來穩定，從而在褶皺受到壓力的情況下排除了在也許很小的壓力的情況下的回流。可選地，能夠預先保持足夠大的反壓力。褶皺經由液壓流體的壓力輸送而至少部分地被填充和通流，其中，通過褶皺的橫截面和其長度在液壓流體的粘度給定的情況下產生液壓動力的阻礙，所述液壓動力的阻礙在轉子組件不平衡的情況下使得外套筒由軸套的彈性的張緊導致的徑向運動衰減。在這種情況下，褶皺分別具有與在軸承孔的內周邊中的至少一個開口的連接和在端側的流出口和/或與在外圈中的至少一個開口的連接，通過它們利用液壓流體(像例如油)來潤滑滾動軸承的滾動體。從軸承孔到褶皺的入口、從褶皺到滾動軸承內部空間的排出口和/或褶皺的端面能夠以流量受限的方式例如構造為缺口或縫隙，從而阻尼效果也就是說在褶皺受到擠壓的
情況下在褶皺中的壓力的消除通過軸套的彈性張緊而在時間上延遲地進行。為此，能夠在面向外周邊的褶皺上相對于軸承孔的內周邊設置有至少一個開口。此外，在至少一個軸向端側上的至少一個褶皺上借助于成型到軸套中的凸起峰設置有縫隙，所述縫隙構成狹窄的流動橫截面并且至少部分地封閉褶皺。為了將液壓流體例如從在軸承孔中的開口引導到在外圈中的開口如穿孔，外圈的外周邊能夠提供相應的形廓。依據轉子組件的預期的不平衡，利用在此出現的徑向力來構成褶皺的或者說褶皺壁的徑向剛性，并且通過使液壓動力的流動阻礙協調一致來設置阻尼裝置的阻尼效果，從而將滾動軸承系統的與滾動軸承的內圈一起轉動的構件像在渦輪增壓機中的轉子組件的慣性矩軸線借助于軸套彈性地定位在構件的轉動軸線上。以類似的方式，所述任務通過具有殼體構件的渦輪增壓機得以解決，所述殼體構件帶有軸承孔和滾動軸承設備，所述滾動軸承設備用于能相對于殼體構件扭轉地容納轉子組件，其中，滾動軸承借助于外圈在徑向上彈性地容納在軸承孔中，并且轉子組件容納在內圈上，在軸承孔的內周邊與外圈的外周邊之間設置有環形縫隙，軸套在徑向上彈性地在環形縫隙中張緊。這種渦輪增壓機能夠通過將轉子組件在徑向上彈性地容納在殼體構件上而在很寬的區域內補償轉子組件的不平衡并且也能夠借助于彈性變形的滯后現象引起具有優點的阻尼效果。尤其是通過用液壓流體來填充借助于軸套在周邊上交替地面向外周邊和內周邊而形成的褶皺，這個阻尼效果能夠借助于流動阻力通過液壓的(像液壓動力的)衰減而得以提聞。
下面參考添加的附圖對根據本發明構成的滾動軸承的優選實施形式進行詳細闡述。在此圖I示出穿過帶有滾動軸承系統的渦輪增壓機的剖面，所述滾動軸承系統具有徑向彈性地容納在軸承孔上的滾動軸承；圖2示出圖I的滾動軸承的3D剖視圖；圖3示出圖I的滾動軸承沿著相對于圖3改變后的剖線的3D剖視圖；圖4示出圖I至圖3的軸套的視圖。
具體實施例方式圖I不出具有殼體構件2、壓縮機殼體3和潤輪機殼體4的潤輪增壓機1，殼體構件2充當軸承殼體。殼體構件2包括滾動軸承設備5，滾動軸承設備帶有徑向彈性地容納在軸承孔6中的用于轉動支承轉子組件8的滾動軸承7。為此，滾動軸承7的借助于兩列式的能利用滾動體12在外圈9上扭轉的內圈11容納轉子組件的轉子10，并且外圈9借助于布置在外圈9的外周邊13與軸承孔的內周邊14之間的軸套15徑向彈性地容納在殼體構件2上。經由節流閥16和流體孔17向滾動軸承設備5輸送液壓流體，液壓流體通過軸套15的在這個圖示中不可見的褶皺來加壓。因此，在外圈9與軸承孔6之間，除了彈性的連接之外，通過在具有狹窄流動橫截面的軸套15中引導的液壓流體而形成液壓阻尼裝置27，其衰減滾動軸承7相對于殼體構件2的軸向移位。由此，轉子組件8相對于殼體構件2 —方面在徑向上受限地得到彈性轉動支承，而另一方面通過液壓阻尼裝置27的作用而衰減了受限的徑向運動。
圖2和圖3沿著不同的剖線示出圖I的滾動軸承7，其具有外圈9和分開的內圈11以及布置在兩個滾動軸承列上的滾動體12。在外圈9的外周邊13上，在預張力下容納有軸套15。為此，軸套15設有縱向槽20。軸套形成在周邊上分布地并且在這個周邊上交替地向內敞開、面向外周邊的褶皺18和向外敞開且面向軸承孔6的內周邊14 (圖I)的褶皺19。褶皺18、19經由流體孔17容納液壓流體，并且在由它們界定的自由空間中形成流動阻礙，從而在形成褶皺18、19的凸紋21彈性移位的情況下實現液壓阻尼。為此，液壓介質由褶皺18、19的流入和/或流出以流動受限的方式構成。面向內周邊14并因此面向流體孔17 (圖I)的褶皺19中的至少幾個褶皺得到與內周邊14貼靠接觸且成型到軸套15中的凸起峰22，凸起峰使褶皺19的由內周邊14界定的內部空間分別在端側上設有流動阻礙，從而液壓流體能夠流量受限地在軸套15的端側上溢出。借助于與流體孔17保持連接的節流開口 23給面向外周邊13的褶皺18供應液壓流體。為了提高褶皺18的容量，在外圈9的外周邊13中設置有環繞的環形槽24、25，其中，環形槽24設置在與節流開口在軸向上相同的高度上。為了冷卻滾動體12和用于這個滾動體的滾動面，在環形槽24上并且在周向上相對于節流開口 23錯開地分別設置有穿過外圈9的穿孔26，穿孔優選具有比節流開口 23更高的流動阻礙，從而使得褶皺18在調節差壓的情況下保持已填充。圖4示出軸套15的視圖。在此，在周邊上分布的交替的褶皺18、19的材料厚度S、數量和由此得出的寬度用于軸套15的徑向剛性的調節。縱向槽20能夠實現在外圈9 (圖2)上的預張緊的套裝。對軸套15的阻尼作用的調節通過調節在褶皺18、19中的流動阻礙來進行。在這種情況下，以與其期望的徑向剛性或者說彈性相匹配的方式，預先給定褶皺18、19的數量、節流開口 23的數量和開口橫截面(節流開口的流量由該數量和開口橫截面確定)以及相對于軸承孔6 (圖I)的內周邊14進行調節的凸起峰22的數量。附圖標記列表I 渦輪增壓機
2殼體構件3壓縮機殼體4渦輪機殼體5滾動軸承設備6軸承孔7滾動軸承8轉子組件9外圈 10轉子11內圈12滾動體13外周邊14內周邊15軸套16節流閥17流體孔18褶皺19褶皺20縱向槽21凸紋22凸起峰23節流開口24環形槽25環形槽26穿孔27阻尼裝置s材料厚度
權利要求
1.尤其是在渦輪增壓機(1)中的滾動軸承設備(5)，所述渦輪增壓機具有殼體構件(2)，所述殼體構件帶有具有內周邊(14)的軸承孔(6)和在這個軸承孔中容納在具有外周邊(13)的外圈(9)上的滾動軸承(7)，其特征在于，在所述外圈(9)的所述外周邊(13)與所述軸承孔(6)的所述內周邊(14)之間的環形縫隙上形成液壓阻尼裝置(27)，該液壓阻尼裝置由在周邊上交替地面向所述外周邊(13)和所述內周邊(14)且至少部分被利用液壓流體填充的褶皺(18、19)形成。
2.根據權利要求I所述的滾動軸承設備(5)，其特征在于，所述褶皺(18、19)借助于在所述環形縫隙中彈性地預張緊的軸套(15)來形成。
3.根據權利要求I或2所述的滾動軸承設備(5)，其特征在于，在所述軸承孔(6)的內周邊(14)上，設置有至少一個用于所述液壓流體的流體孔(17)。
4.根據權利要求3所述的滾動軸承設備(5)，其特征在于，至少一個面向所述外周邊(13)的褶皺(18)具有至少一個與所述軸承孔(6)的內周邊(14)相對的節流開口(23)。
5.根據權利要求I至4之一所述的滾動軸承設備(5)，其特征在于，所述外圈(9)具有至少一個用于所述液壓流體的穿孔(26 )。
6.根據權利要求2至5之一所述的滾動軸承設備(5)，其特征在于，至少一個褶皺(19)在至少一個軸向端面上至少部分借助于成型到所述軸套(15)中的凸起峰(22)封閉。
7.根據權利要求1至6之一所述的滾動軸承設備(5)，其特征在于，所述褶皺(18、19)在徑向上彈性地構成。
8.根據權利要求I至7之一所述的滾動軸承設備(5)，其特征在于，與所述滾動軸承(7)的內圈(11)一起轉動的構件的慣性矩軸線借助于所述軸套(15)彈性地定位在所述構件的轉動軸線上。
9.具有殼體構件(2)的渦輪增壓機(1)，所述殼體構件帶有軸承孔(6)和滾動軸承設備(5)，所述滾動軸承設備用于以能夠相對于所述殼體構件(2)扭轉的方式容納轉子組件(8)，其中，滾動軸承(7)借助于外圈(9)在徑向上彈性地容納在所述軸承孔(6)中，并且所述轉子組件(8)容納在內圈(11)上，其特征在于，在所述軸承孔(6)的內周邊(14)與所述外圈(9)的外周邊(13)之間設置有環形縫隙，軸套(15)在徑向上彈性地張緊在所述環形縫隙中。
10.根據權利要求9所述的渦輪增壓機(1)，其特征在于，借助于所述軸套(15)形成在周邊上交替地面向所述外周邊(13)和所述內周邊(14)且至少部分被利用液壓流體填充的褶皺(18、19)。
全文摘要
本發明涉及一種尤其是在渦輪增壓機(1)中的滾動軸承設備(5)，所述渦輪增壓機具有殼體構件(2)，所述殼體構件帶有具有內周邊(14)的軸承孔(6)和在所述軸承孔中容納在具有外周邊(13)的外圈(9)上的滾動軸承(7)。為了構造渦輪增壓機(1)的能夠以較大的運行平穩性并且不受不平衡影響地在內周邊(14)上扭轉的構件像轉子組件(8)，在外圈(9)相對于軸承孔(6)徑向預張緊的情況下，在外圈(9)的外周邊(13)與軸承孔(6)的內周邊(14)之間的環形縫隙上設置液壓阻尼裝置(27)，其由在周邊上交替地面向外周邊(13)和內周邊(14)且至少部分由液壓流體填充的褶皺組成。
文檔編號F16C19/18GK102884329SQ201180022800
公開日2013年1月16日 申請日期2011年5月2日 優先權日2010年5月6日
發明者愛德華·戈洛瓦泰-施米特, 庫爾特·基爾斯滕 申請人:謝夫勒科技股份兩合公司