擠壓油膜阻尼器的制造方法
【專利摘要】說明了一種擠壓油膜阻尼器，其包括軸承盒(6)、在其中容納有軸承盒(6)的殼體(4)和在殼體(4)與軸承盒(6)之間的縫隙(22)中的擠壓油膜，該擠壓油膜用于產生與由在軸承盒(6)中保持的不平衡所產生的環繞的徑向激振力相反指向的阻尼力。在此，在擠壓油膜阻尼器中設置有用于依賴于周邊位置地削弱圍繞軸承盒(6)的阻尼力的機構(28)。
【專利說明】擠壓油膜阻尼器【技術領域】
[0001]本發明涉及一種根據權利要求1的前序部分的擠壓油膜阻尼器和一種根據權利要求10的軸承裝置。
【背景技術】
[0002]擠壓油膜阻尼器在帶有滾動軸承或滑動軸承的軸承裝置中用于阻尼徑向力，該徑向力例如通過由滾動軸承或滑動軸承所傳遞的不平衡引起。尤其地，擠壓油膜阻尼器被用于支承例如廢氣渦輪增壓器的快速旋轉的軸。
[0003]本文開頭所提及類型的擠壓油膜阻尼器例如由文獻DE 26 33 481 Al公知。在軸承盒(Lagerkartusche)中,軸經由滾動軸承支承。在由軸傳遞了不平衡的情況中，軸承盒承受繞軸承中軸線環繞的向外的徑向激振力。在無其他固定機構的情況下，軸承盒在軸轉動的情況下徑向跟隨激振力指向。因此，軸承盒徑向容納在殼體中，其中，在軸承盒與殼體之間在縫隙中構造有擠壓油膜。在軸承盒的由不平衡引起的徑向向外運動的情況下，油必須從縫隙中被擠出，這導致與該運動相反指向的阻尼力。[0004]在軸轉動時，軸承盒在擠壓油膜阻尼器中對中。環繞的激振力向外作用且減小了在擠壓油膜中的縫隙高度。在此，較小的縫隙高度相比較大的縫隙高度以更高的阻力或更高的阻尼力抵抗該運動。因此，在周邊上平均地產生了軸承盒與殼體之間的恒定的縫隙，并且軸承盒在殼體中對中。
【發明內容】
[0005]本發明的任務是，在公知的擠壓油膜阻尼器的對中作用方面進一步對其進行改進。
[0006]本發明通過獨立權利要求的特征來實現。優選的改進方案是從屬權利要求的對象。
[0007]本發明基于如下想法，即，沿著軸承盒的周邊以區域形式且因此依賴于周邊位置地削弱由擠壓油膜所引起的阻尼力。
[0008]在此本發明從如下出發，即，僅當無其他干擾力，像例如軸承盒的重力、出于防扭轉的支撐力和/或由于在擠壓油膜阻尼器的縫隙中的油壓分布的徑向力作用到軸承盒上時，在運行期間在周邊上產生在擠壓油膜阻尼器中在軸承盒與殼體之間的恒定的縫隙。這些固有存在的干擾力導致附加的定向的徑向力且會阻礙軸承盒在殼體中同中心地定向。因此存在如下危險，即，在擠壓油膜阻尼器中不保持存在剩余油隙且限定擠壓油膜的壁彼此相碰。這可以在處于運行中的被用作限定擠壓油膜的內部的壁的軸承盒處被證實。在其處可在優選方向上觀察在周邊側的接觸痕跡。
[0009]因為干擾力附加于阻尼力作用，所以本發明提出，依賴于周邊位置繞軸承盒與區域形式且尤其在關于干擾力的方向對置的位置上削弱擠壓油膜對抗軸承盒的徑向運動的能力。該削弱可以對于每個干擾力而言單獨地或對于所有矢量疊加的干擾力而言在擠壓油膜阻尼器中繞軸承盒的共同的周邊位置上實現。通過這樣的有針對性的削弱，軸承盒在運行期間由于在削弱的部位上的環繞的激振力徑向向外移動，但這平均上補償了由干擾力所引起的相反的運動。
[0010]因此，本發明說明了如下擠壓油膜阻尼器，其包括軸承盒、在其中容納有軸承盒的殼體和在殼體與軸承盒之間的縫隙中的擠壓油膜，該擠壓油膜用于產生與由在軸承盒中保持的不平衡所產生的環繞的徑向激振力相反指向的阻尼力。根據本發明，在所說明的擠壓油膜阻尼器中存在用于以區域形式依賴于周邊位置地削弱環繞軸承盒的阻尼力的機構。
[0011]該依賴于周邊位置的削弱原則上可以通過任意技術手段實現。這例如可以是在擠壓油膜阻尼器的縫隙中的特殊部位上的彈簧元件(Federelement)，其在殼體中使軸承盒對中。備選地，軸承盒可通過在特定的周邊位置上的有針對性的材料干擾部位在其慣性矩方面發生改變。
[0012]但是特別優選地，依賴于周邊位置的削弱利用在擠壓油膜阻尼器中的縫隙寬度的以區域形式且依賴于周邊位置的改變來實現，稍后對此作進一步討論。
[0013]通過阻尼力的依賴于周邊位置的削弱，各單個干擾力可相互抵抗且確保軸承盒在殼體中對中的位置。這避免了限定擠壓油膜的壁彼此相碰，由此可實現軸承負荷的明顯減小。因此，軸承的壽命被提高。此外，不利的聲學效應可被降低。
[0014]在本發明的改進方案中，縫隙通過布置在軸承盒與殼體之間的導向環來限定。通過使用至少一個導向環，限定擠壓油膜的縫隙可與軸承盒或容納軸承盒的殼體的裝配分開地被預裝配。以該方式能以較小的公差尺寸產生縫隙，該較小的公差尺寸又允許擠壓油膜阻尼器的明顯的效率提高。
[0015]在本發明的優選的設計方案中，在軸承盒與殼體彼此地中的位置中，縫隙依賴于周邊位置地被擴大。如已經實施的那樣，軸承盒僅在運行中或者隨著轉動的軸與殼體同中心地定向。用于以區域形式削弱阻尼力或者擠壓油膜的與運動相反的阻力的縫隙擴大不僅在工藝技術上簡單地被引入到擠壓油膜阻尼器中，而且其同樣允許相對精確地調整對阻尼力的削弱。
[0016]在本發明的特別的改進方案中，縫隙通過殼體來限定且通過殼體的內直徑的以區域形式的增大來擴大。如果縫隙向外通過導向環來限定，那么導向環的內直徑相應地以區域形式擴大。
[0017]在本發明的優選的改進方案中，縫隙通過軸承盒來限定且通過軸承盒的外直徑的以區域形式的變細部來擴大。如果縫隙向內通過導向環來限定，那么導向環的外直徑相應地變細。該設計方案指的是，軸承盒或導向環一般在殼體中是防扭轉的，從而使得以區域形式的縫隙變化在其位置中大致上保持不變。
[0018]在本發明的特別優選的改進方案中，軸承盒的外直徑的以區域形式的變細部通過軸承盒的周邊輪廓的削平部來提供。這種削平部可通過公知的切削或非切削的制造工藝，例如銑削、磨光或壓印以較高的精度和較小的周期時間來實現。
[0019]在本發明的另一改進方案中，所說明的擠壓油膜阻尼器包括另一用于以區域形式依賴于周邊位置地削弱在環繞軸承盒的周邊位置上的阻尼力的機構，該周邊位置與用于依賴于周邊位置地削弱該阻尼力的機構的周邊位置不同。通過該另一機構，阻尼力可鑒于各單個干擾力被有針對性地削弱。以該方式可避免由于占主導的干擾力，例如軸承盒的重力而使不占主導的干擾力被忽略。因此，軸承盒以很高的精度在殼體中對中，這是因為在軸承盒的周邊上的所有干擾力都可以被考慮到。
[0020]在本發明的附加的改進方案中，通過兩個用于依賴于周邊位置地削弱阻尼力的機構所引起的被削弱的總阻尼力與作用到軸承盒上的干擾力，尤其是作用到軸承盒上的重力相等。提供兩個用于依賴于周邊位置地削弱唯一的干擾力的機構能夠實現提供非常高的削弱。例如，軸承盒不可以任意地變細，這是因為其具有限定的壁強度。如果軸承盒在兩個角度不同的周邊位置上變細，那么所引起的兩個削弱部的和可以是足夠高的，以便于例如足以抵抗重力。
[0021]在本發明的另一改進方案中，軸承盒具有供油槽，在其中布置有用于依賴于周邊位置地削弱阻尼力的機構。以該方式，供油槽可以有助于削弱阻尼力。
[0022]本發明同樣說明了如下軸承裝置，其包括所說明的擠壓油膜阻尼器和容納在軸承盒中的軸。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]下面借助附圖對本發明的實施例作進一步說明。其中:
[0024]圖1示出了軸承裝置的縱截面圖；
[0025]圖2示出了根據第一實施例的軸承盒的外圈的縱截面圖；
[0026]圖3示出了根據圖2的外圈的橫截面圖；
[0027]圖4示出了根據第二實施例的外圈的立體圖；
[0028]圖5示出了根據第三實施例的外圈的立體圖；
[0029]圖6示出了根據第四實施例的外圈的立體圖；
[0030]圖7示出了根據第五實施例的外圈的立體圖；
[0031]圖8示出了根據第六實施例的外圈的立體圖；
[0032]圖9示出了根據第七實施例的外圈的立體圖；
[0033]圖10示出了根據第八實施例的外圈的立體圖；以及
[0034]圖11示出了軸承裝置的兩個實施變體方案的縱截面圖。
[0035]在附圖中，相同的元件設有相同的附圖標記且為了清晰的圖示僅描述一次。
【具體實施方式】
[0036]在圖1中示出了軸承裝置2的縱截面圖。軸承裝置2具有帶有例如鉆孔形式的腔室5的殼體4，在該腔室中軸向地且繞軸承中軸線8同中心地容納有軸承盒6。殼體4例如可以是渦輪增壓器殼體。在該情況中，軸承裝置2用于支承渦輪增壓器的軸。
[0037]在本示例中，軸承盒6以不受限制的方式實施成滾動軸承。備選地，軸承盒同樣能以其他軸承類型，像例如滑動軸承的形式來實施。軸承盒6具有外圈7，其經由滾動體10與軸承中軸線8同中心地支承兩個軸向分開的內圈12。滾動體10可保持在未示出的保持架中。內圈12可彼此防扭轉地經由未示出的彈簧彼此相連接。它們僅由生產引起地彼此分開地實施。在內圈12中可固定未示出的軸，其可經由滾動體10相對外圈7扭轉。
[0038]外圈7以及進而軸承盒6可在殼體4中防扭轉地固定。殼體4的腔室5在一軸向端部上可以具有變細部14，在其上經由外圈7相對支承有軸承盒6。[0039]經由輸油通道16，油可被導入到腔室5中。被導入的油一方面可被用于潤滑滾動軸承或被用于供給尚待描述的擠壓油膜阻尼器。經由油流出通道18，被供入的油可從內部從腔室5中被導出。同樣地，被輸入的油可被軸向向外擠到殼體4中并在那里流出。
[0040]被導入的用于潤滑滾動軸承的油經由潤滑油輸送通道20被進一步導到外圈7與內圈12之間的軸承盒6中。以該方式可降低滾動體的摩擦和磨損。同樣地,經由穿過軸承盒6的油流也導致了對被環流的構件的冷卻。
[0041]被導入的用于供給擠壓油膜阻尼器的油被壓入到軸承盒6與殼體4之間的油隙22中并在那里構造成擠壓油膜。為了將用于擠壓油膜的足夠的油壓入到油隙22中，輸油通道16具有大于潤滑油輸送通道20的橫截面。在油被壓入到軸承盒6與殼體4之間的油隙22中之前，其在供油槽26中在軸承盒6的外圈7的外周邊上均勻地分布。必要的油壓例如通過油泵如其存在于機動車中那樣來提供。
[0042]在油隙22中的擠壓油膜阻尼軸承盒6的徑向運動，該徑向運動例如可通過固定在內圈12中且轉動的軸的不平衡引起。該阻尼越大，油隙22就越薄且因此軸承盒6就越靠近殼體4的壁。換而言之，擠壓油膜阻礙軸承盒6相對殼體4的運動，從而使軸承盒6在軸轉動的情況下在殼體4中對中。
[0043]潤滑油輸送通道20示例性地布置在軸承盒6的上側上，而潤滑油流出通道24布置在軸承盒6的底側上。在運轉的軸的情況下，來自縫隙22中的擠壓油膜的油在加載側上在周向上且在軸向上被擠壓。被向內擠壓的油經由油流出通道18流出。被徑向向外擠壓的油經由殼體4流出。軸承盒6的重力作用在軸承盒6的底側上。軸承盒6的重力抵抗軸承盒6在朝向其上側的方向上的徑向運動。換而言之，該重力削弱了在軸承盒6的上側上的不平衡的影響并進而削弱了軸承盒6在朝向其上側的方向上的徑向運動。這可能干擾軸承盒6在殼體4中的對中。
[0044]為了抵抗軸承盒6在朝向其上側的方向上的徑向運動的削弱，在軸承盒6的上側上通過軸承盒6的外輪廓的削平部以區域形式依賴于周邊位置地構造成油隙22的擴大部28。油隙22的擴大部28以與通過重力削弱軸承盒6的徑向運動相同的方式削弱了對軸承盒6的徑向運動的阻尼。兩個內部的擴大部28在軸承盒6的上側上加工為油流出槽32的以區域形式的軸向增大部，如這例如在圖4上顯而易見的那樣。以該方式抵抗對軸承盒6在殼體4中對中的干擾。
[0045]以類似的方式，對于其他干擾力同樣可設置油隙22的類似的擴大部28。備選地，可以由所有干擾力確定出共同的合成力并設置油隙22的相應的共同的擴大部28。
[0046]參照相應地示出軸承盒6的外圈7的橫截面和縱截面的圖2和3。
[0047]圖3的橫截面的截面走向30在圖2中畫出。可清楚地看到油隙22的擴大部28如何構造成在軸承盒6的上側上的外輪廓的削平部。
[0048]參照示出了軸承盒6的示例的外圈7的立體圖的圖4。
[0049]在圖4中可清楚地看到在周邊上圍繞軸承盒6的外圈7的油流出槽32。在該油流出槽32中，來自油隙22的油可匯集并經由油流出通道18從腔室5中排出。通過油流出槽32，在油隙22中構建起恒定且均勻的油壓，這進一步支持軸承盒6在殼體4中對中。來自油隙22的油同樣也被軸向向外壓。在那里，油經由殼體4流出。內部的削平部28直接加工在油流出槽32處。[0050]參照示出了軸承盒6的另一示例性的外圈7的立體圖的圖5。
[0051]在圖5中，油隙22的構造成軸承盒6的外輪廓的削平部的擴大部28布置在不同的周邊位置上。與油隙22在外圈7上的唯一的周邊位置上的唯一的擴大部28相比，油隙22的布置在不同周邊位置上的擴大部28總地可更強地削弱對軸承盒6的徑向運動的由油隙22引起的阻尼。
[0052]參照示出了軸承盒6的另一示例性的外圈7的立體圖的圖6。
[0053]在圖6中，擴大部28并不構造成軸承盒6的削平部而是構造成油流出槽32的擴寬部。經擴寬的油流出槽32允許利用布置在外圈7上的唯一的周邊截段上的唯一的擴大部28比根據圖1至4的削平部更強地削弱對軸承盒6的徑向運動的阻尼。
[0054]參照示出了軸承盒6的另一示例性的外圈7的立體圖的圖7。
[0055]在圖7中，擴大部28不依賴于油流出槽32地構造成在外圈7中的大致上呈矩形的倒圓的凹槽。以該方式，用于削弱對軸承盒6的徑向運動的阻尼所需的油在該凹槽中匯集而并不流出。通過與此相關聯的減少的油流可節省油。
[0056]參照示出了軸承盒6的另一示例性的外圈7的立體圖的圖8。
[0057]在圖8中，擴大部28類似于圖7不依賴于油流出槽32地呈圓形或橢圓形地構造成在外圈7中的凹槽。凹槽的圓形或橢圓形的構造具有如下優點，即，其可利用銑床在唯一的工步中進行制造，而圖7的大致上呈矩形的凹槽必須在多個銑削步驟中進行制造。
[0058]參見示出了軸承盒6的另一示例性的外圈7的立體圖的圖9。
[0059]在圖9中，擴大部28類似于圖8構造成在外圈7中但在供油槽26中的銑削成的橢圓形凹槽。
[0060]參見示出了軸承盒6的另一示例性的外圈7的立體圖的圖10。
[0061]在圖10中，擴大部28類似于圖9構造成在外圈7中在供油槽26中的凹槽，其通過銑削、沖制或壓制而成。
[0062]在圖11中以各自的部分縱截面圖示出了軸承裝置2的兩個實施變體方案。根據圖11a)，軸承裝置2包括殼體4，在該殼體中為了在周邊位置上以區域形式擴大擠壓油膜縫隙加工有凹部作為縫隙擴大部28。根據圖11b)，在外圈7與殼體4之間的擠壓油膜縫隙中插入與外圈抗相對轉動地(drehfest)連接的導向環33。為了依賴于周邊位置地削弱擠壓油膜的阻尼力，在導向環33的周邊位置上減小其外周邊。畫出了所產生的縫隙擴大部28。
[0063]附圖標記列表
[0064]2軸承裝置
[0065]4 殼體
[0066]5 腔室
[0067]6軸承盒
[0068]7 外圈
[0069]8軸承中軸線
[0070]10滾動體
[0071]12 內圈
[0072]14變細部
[0073]16輸油通道[0074]18油流出通道
[0075]20潤滑油輸送通道
[0076]22油隙
[0077]24潤滑油流出通道
[0078]26供油槽
[0079]28縫隙擴大部
[0080]30截面走向
[0081]32油流出槽
[0082]33導向環
【權利要求】
1.一種擠壓油膜阻尼器，所述擠壓油膜阻尼器包括軸承盒(6)、容納有軸承盒(6)的殼體(4)和在殼體(4)與軸承盒(6)之間的縫隙(22)中的擠壓油膜，所述擠壓油膜用于產生與由在軸承盒(6)中的不平衡所產生的環繞的徑向激振力相反指向的阻尼力，其特征在于具有用于依賴于周邊位置地削弱環繞軸承盒(6)的阻尼力的機構(28)。
2.根據權利要求1所述的擠壓油膜阻尼器，其中，縫隙(22)通過布置在軸承盒(6)與殼體⑷之間的導向環(33)限定。
3.根據權利要求1或2所述的擠壓油膜阻尼器，其中，在軸承盒(6)的與殼體⑷的彼此對中的位置中縫隙(22)依賴于周邊位置地擴大。
4.根據權利要求3所述的擠壓油膜阻尼器，其中，縫隙(22)通過殼體(4)限定且通過殼體(4)的內直徑的以區域形式的增大來擴大。
5.根據權利要求3或4所述的擠壓油膜阻尼器，其中，縫隙(22)通過軸承盒(6)限定且通過軸承盒(6)的外直徑的區域式的變細部來擴大。
6.根據權利要求5所述的擠壓油膜阻尼器，其中，軸承盒(6)的外直徑的變細部作為軸承盒(6)的周邊輪廓的區域形式的削平部給定。
7.根據前述權利要求中任一項所述的擠壓油膜阻尼器，所述擠壓油膜阻尼器包括另一用于依賴于周邊位置地削弱在圍繞軸承盒(6)的不同于用于依賴于周邊位置地削弱阻尼力的機構(28)的周邊位置的周邊位置上的阻尼力的機構(28)。
8.根據權利要求7所述的擠壓油膜阻尼器，其中，通過兩個用于依賴于周邊位置地削弱阻尼力的機構(28)所引起的被削弱的總阻尼力與作用到軸承盒(6)上的干擾力，尤其是作用到軸承盒(6)上的重力相等。
9.根據前述權利要求中任一項所述的擠壓油膜阻尼器，其中，軸承盒(6)具有供油槽(32)，在所述供油槽中布置有用于依賴于周邊位置地削弱阻尼力的機構(28)。
10.一種軸承裝置(2)，所述軸承裝置包括根據前述權利要求中任一項所述的擠壓油膜阻尼器和容納在軸承盒(6)中的軸。
【文檔編號】F16C19/18GK103842668SQ201280041158
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年7月17日 優先權日:2011年8月23日
【發明者】海科·施密特 申請人:舍弗勒技術有限兩合公司