用于涡轮增压器的轴承单元的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于涡轮增压器的轴承单元(1,61,131,201,261)，其包括在轴向方向上延伸的轴承壳体(5,65,135,205,265)以及布置在轴承壳体(5,65,135,205,265)内部的轴承盒(3,63,133,203,263)，其中，在轴承盒(3,63,133,203,263)的外圆周与轴承壳体(5,65,135,205,265)之间构造出带有油膜(19,79,156,219,283)的间隙(17,77,155,218,281)，并且其中，轴承壳体(5,65,135,205,265)具有用于向油膜(19,79,156,219,283)供应油的供应孔(21,23,81,83,157,158,221,223,285,287)。在此，轴承盒(3,63,133,203,263)包括滚动轴承(7,67,137,207,267)，其外部的盒环(9,69,139,209,269)可自由转动地支承在油膜(19,79,156,219,283)中。此外，本发明还包括一种用于涡轮增压器的轴承单元(1,61,131,201,261)，其轴承盒(3,63,133,203,263)包括滚动轴承(7,67,137,207,267)，其轴承外环(9,69,139,209,269)可自由转动地支承在油膜(19,79,156,219,283)中。通过这样构造成的轴承单元(1,61,131,201,261)即使在取消单独的扭转止动装置的情况下也可确保对轴的可靠支承。
【专利说明】用于涡轮增压器的轴承单元
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于涡轮增压器的轴承单元，其包括在轴向方向上延伸的轴承壳体以及布置在轴承壳体内部的轴承盒，其中，在轴承盒的外圆周与轴承壳体之间构造出带有减震的油膜的间隙，并且其中，轴承壳体具有构造用于以油来供应油膜的供应孔。
[0002]此外，本发明还涉及一种用于涡轮增压器的轴承单元，其包括在轴向方向上延伸的轴承壳体以及布置在轴承壳体内部的带有轴承外环和支撑环的轴承盒，其中，在轴承外环的外圆周与支撑环之间构造出带有减震的油膜的间隙，并且其中，轴承壳体具有构造用于以油来供应油膜的供应孔。
【背景技术】
[0003]涡轮增压器通常用于使内燃机通过利用废气能量来功率提高。涡轮增压器为此由压缩机和涡轮机构成，它们经由支承在轴承壳体内部的轴彼此相连接。在运行中，涡轮机通过废气流进行旋转且经由轴驱动压缩机，该压缩机吸入并且压缩空气。经压缩的空气被导到发动机中，其中，由于在吸气冲程期间增加的压力使大量空气到达到气缸中。由此，用于燃料燃烧所需的氧气含量相应地增加，从而在每个进气冲程中使更多的氧气到达发动机的燃烧室中。
[0004]这引起最大转矩的提高，由此功率输出，也就是说在恒定工作体积下的最大的功率被提高。该提高尤其允许使用带有近似相同尺寸的功率更强的发动机或备选地使得发动机尺寸的减小成为可能，也就是说在较小且较轻的机器的情况下获得相似的功率。
[0005]在涡轮增压器运行中，轴在提高的发动机转速的情况下以较高的转速旋转。由于较高的转速，例如由于轴的旋转引起的振动可被传递到轴承和其各个部件上。为了在此将轴承盒与轴承壳体的不期望的接触保持得尽可能小且确保涡轮增压器的无干扰运行，通常使用如下轴承单元，其可通过所谓的挤压油膜使出现的振动衰减。
[0006]由DE35 31 313A1公开了一种用于涡轮增压器的轴承设备。该轴承设备包括带有构造成球轴承的轴承的轴承盒。该轴承容纳在衬套中，该衬套又定位在轴承壳体中。在衬套的外周面中以及在轴承壳体的内周面中安设有凹槽，它们一起构成孔。为了将衬套定位在轴承壳体内部设置有构造成销钉的止动元件，其被松动地置入凹槽或者孔中。
[0007]虽然通过上述设计方案即使在轴的提高的转速的情况下也可防止被置入的轴承的轴承外环的扭转，然而使用多个所需的单独的轴承部件和与此相联系的成本密集的装配费用不是用于轴承装置或者用于涡轮增压器的持久的解决方案。
【发明内容】
[0008]因此本发明的任务是，说明一种相对现有技术有所改进的用于涡轮增压器的轴承单元，其在低成本且简单的制造的情况下使得轴承的可靠定位以及进而轴在涡轮增压器中的可靠支承成为可能。
[0009]根据本发明，本发明的任务通过如下用于涡轮增压器的轴承单元来解决，其包括在轴向方向上延伸的轴承壳体以及布置在轴承壳体内部的轴承盒，其中，在轴承盒的外圆周与轴承壳体之间构造出带有油膜的间隙，并且其中，轴承壳体具有构造用于以油来供应油膜的供应孔。在此作如下设置，即，轴承盒包括滚动轴承，其外部的盒环可自由转动地支承在油I吴中。
[0010]本发明考虑到使用例如单独的止动元件形式的扭转止动装置由于额外成本和提高的装配费用一直不满足对涡轮轴承或者其轴承单元的改进方案的经济上的要求。额外地将通过在轴转动时的摩擦在涡轮增压器运行中引起的摩擦力矩传递到外部的盒环上，该盒环经由止动元件或者扭转止动装置支撑在轴承壳体上。因此，扭转止动装置传递所谓的机器噪音，这不利地影响轴承装置的部件。总之，由此干扰到轴承盒在轴承壳体内部的自定心，这又可以引起在轴承单元的各个构件之间的不期望的接触。
[0011]相应地，本发明认识到取消扭转止动装置或者止动元件原则上可提供如下可能性，即，防止转矩或者机器噪音传递到轴承壳体上。然而在此原则上要考虑到，未止动的轴承盒或者未止动的外部的盒环，例如滑动轴承起作用，在该滑动轴承中在各个构件之间出现较高的摩擦力矩。该摩擦力矩相应地由轴被传递到外部的盒环上且由该盒环传递到轴承壳体上，从而在此同样不能确保轴承盒在轴承壳体内部所需的自定心。
[0012]在考虑上述问题的情况下，本发明最终认识到当轴承盒包括其外部的盒环可自由转动地支承在油膜中的滚动轴承时，该问题可非常简单地被排除。
[0013]换而言之，外部的盒环经由油膜支撑在壳体上，从而可取消扭转止动装置的使用。
[0014]通过滚动轴承与支承在油膜中的外部的盒环的组合可实现轴承盒或者外部的盒环的无锁定的支承。油膜用于支撑外部的盒环且承受由轴传递到外部的盒环上的转矩。因此，外部的盒环的振动通过油膜被衰减，从而不损害与轴承壳体的接触。在此各个轴承部件的相应地由接触引起的磨损可被排除。
[0015]因此，外部的盒环在油膜中无锁定或者无扭转止动的支承可以通过滚动轴承与减震的油膜的组合来实现。在滚动轴承的情况下传递的转矩被油膜截住且可以中断转矩到轴承壳体上的传递。因此也可维持自定心且防止在各个轴承部件之间的接触。
[0016]总之，外部的盒环即使在取消单独的扭转止动装置的情况下也通过在油膜中可自由转动的支承，也就是说通过在轴承壳体上经由减震的油膜的支撑来定位，从而确保涡轮增压器的可靠的功能。
[0017]外部的轴承环可转动地支承在其中的油膜按照轴承装置的设计方案具有相应的厚度，或者带有油膜的间隙具有所需的宽度。在此要考虑到例如相应构件的大小与用于油膜的间隙的尺寸一样。此外也要考虑油的厚度和粘性。
[0018]滚动轴承在此尤其用于轴的可靠支承，其中，该滚动轴承承受径向和轴向的力且同时使得轴的旋转成为可能。滚动轴承通常由两个带有集成的导轨的轴承环构成。在轴承环之间布置有滚动体，它们在导轨上滚动。作为通用轴承类型的滚动体，按照要求例如可使用球、圆柱滚子、滚针或圆锥滚子。在此要么可实现带有引导滚动体的保持架的构造方案要么例如也可实现不带有保持架的全球式的变型方案。
[0019]考虑到轴承单元在涡轮增压器运行中的负荷，轴承环尤其由耐高温且抗腐蚀的材料制成。不仅内部的而且外部的轴承环都可一件式或多件式地制成。
[0020]滚动轴承在此是轴承盒的一部分。作为对滚动轴承的补充或备选，轴承盒例如包括支撑环，在其中布置有带有外部的盒环的滚动轴承。由此使得如下成为可能，即，可以根据相应的要求灵活地设计轴承盒且例如可以根据客户期望将其预装。
[0021]在此，外部的盒环例如可以构造成轴承外环或构造成支撑环。
[0022]备选地，轴承盒不仅可包括轴承外环而且可包括构造成支撑环的外部的盒环。在此原则上存在如下可能性，即，除了构造在支撑环的外圆周与轴承壳体的内圆周之间的油膜之外额外地构造出轴承外环的外圆周与支撑环的内圆周之间的油膜。于是在这样的设计方案中，不仅轴承外环而且还有支撑环都可自由转动地支承在油膜中。
[0023]在其中布置有轴承盒的轴承壳体可由不同的材料制成。由于在涡轮增压器运行中的高负荷，耐高温且耐抗腐蚀的金属材料在此尤其适合。轴承壳体尤其构造有用于轴承的容纳孔，其中，容纳孔的内直径略微大于轴承盒的外直径。在轴承盒与轴承壳体之间的间隙和在其中构造出的油膜相应地通过容纳孔和外部的轴承环的尺寸来确定。
[0024]在轴承壳体中的供应孔用于以油来供应间隙。经由供应孔，油从发动机油循环被压入到在轴承壳体的内圆周与轴承盒的外圆周之间的间隙中，从而使得用于外部的盒环在轴承壳体中无锁定的支承所需的油膜成为可能。在此，供应孔的数量原则上不受限制。
[0025]优选地，在轴承壳体中相应地构造有多个供应孔，它们可供用于供应油膜。在此，供应孔适宜地以彼此足够的轴向间距安设到轴承壳体中，从而确保油在外部的盒环的整个圆周上的均匀分布。
[0026]供应孔的直径适宜地匹配于油压和用于构造油膜所需的油量。在此，油量尤其依赖于间隙的大小，其又通过轴承盒的外直径与轴承壳体的内直径之间的比例预先给定。供应孔的长度适宜地匹配于轴承壳体的尺寸。在此，供应孔可在轴承壳体内部要么垂直于轴承壳体轴线定向要么相对轴承壳体轴线倾斜。
[0027]原则上如下同样是可能的，即，将供应孔与所谓的压力分配腔连接。压力分配腔充当存储器且可经由供应孔以油来加载，从而使得油由压力分配腔出发被压到在外部的盒环的外圆周上的间隙中。
[0028]在本发明的有利设计方案中，供应孔与在周向上环绕轴承盒的槽连通地相连接。通过供应孔被压到轴承壳体中的油可由槽出发不仅在轴向反向上而且也在轴承盒的圆周上分布，从而构成在轴承盒与轴承壳体的内壁之间的均匀的油膜。由此使得外部的盒环的可靠且无接触的支承成为可能。
[0029]尤其地，在轴承盒上也可构造出多个槽，它们与在轴承壳体中的多个供应孔连通地相连接，从而使得对油膜的供应可同时在多个部位进行。
[0030]优选地，外部的盒环包括多个用于油流出的孔。这些孔在外部的盒环安装好的状态中适宜地径向向外延伸且即使在外部的盒环转动时也使得由滚动轴承的油流出成为可能。通过多个孔可不依赖于外部的盒环的位置排除轴承的溢出。油流出孔的数量依赖于外部的盒环的轴向长度是可变的。
[0031]有利地，外部的盒环两件式地实施，其中，外部的盒环的两个部分环彼此轴向间隔开。两件式的设计方案使得部分环的简单制造成为可能且减小了轴承单元的装配费用。此夕卜，不仅成本而且还有运输费用都可被减小。轴向的间隔例如可借助于定位在两个部分环之间的弹簧元件来实现。弹簧元件将两个部分环彼此压开且将它们这样弹性地保持在预先设定的位置中。在此，部分环彼此的轴向间隔尤其通过弹簧元件的预紧来给定。弹簧元件例如可构造成金属螺旋弹簧。
[0032]优选地，外部的盒环浮动地，也就是说可轴向移动地支承在轴承盒内部。换而言之，外部的盒环在轴承盒内部具有一定的轴向缝隙。轴可在外部的盒环的浮动支承的情况下例如以该轴向缝隙相对轴承壳体移动。在此，轴向缝隙依赖于所要求的导向精度来确定，从而使滚动轴承即使在不利的热情况下也不会被轴向压紧。作为适用于浮动的布置方式的轴承结构形式例如可想到向心球轴承、自动调位球轴承、自动调位滚子轴承。在此适用的是，即使在一定的期望的轴向缝隙的情况下显然也必须确保外部的盒环在缝隙区域中的可靠支承。
[0033]适宜地,为了外部的盒环的轴向止动包括至少一个止动元件。止动元件充当轴向的端部止挡且因此防止外部的盒环在轴承壳体内部的不期望的轴向打滑。原则上，止动元件可具有不同的形状和大小且要么与壳体固定地(gehaeusefest)与轴承壳体相连接要么定位在构造在轴承壳体内部的孔中。它例如可构造成止动板，其与壳体固定地安装在轴承壳体的端侧上。
[0034]此外,作为止动元件也可使用螺栓、销钉或销栓,它们例如构造有用于接合到轴承壳体内部的凹槽或孔中的部段。
[0035]在外部的盒环的二件式的实施方案中，当它由两个部分环构成时，例如所谓的卡紧环或活塞环同样可用作止动元件。这些卡紧环或活塞环例如可定位在轴承壳体内部的槽中。在此，这些槽可按照外部的盒环的设计方案要么安设在轴承外环中或安设在支撑环中要么安设在两者中。
[0036]优选地，外部的盒环包括用于以润滑剂来加载轴承的喷油孔。在此，油由在周向上环绕轴承盒的槽被压到轴承的轴承内腔中且因此例如也可在那里用于对轴承部件进行润滑和冷却。
[0037]在本发明的有利设计方案中，外部的盒环构造成轴承外环。为了引导滚动体，轴承外环优选具有在内圆周上的滚动体导轨。油膜于是构造在轴承外环的外圆周与轴承壳体的内圆周之间。
[0038]优选地，轴承盒包括带有孔的支撑环，该孔经由在外部的盒环的外圆周上环绕该外部的盒环的槽连通地与喷油孔相连接。孔适宜地与轴承壳体内部的供应孔相连接且因此使得油从发动机油循环直至喷油孔的配量成为可能。也就是说通过在支撑环中的孔，即使在使用该支撑环的情况下同样一方面确保构造出在间隙中的油膜以及确保对轴承部件的足够的轴承润滑和冷却。
[0039]在将支撑环和轴承外环用作轴承盒的一部分的情况下，如本文开头已提及的那样，除了轴承外环的外圆周与支撑环的内圆周之间的油膜之外同样可构造出支撑环的外圆周与轴承壳体的内圆周之间的油膜，从而使得支撑环可自由转动地定位在轴承壳体中且使得轴承外环可自由转动地定位在支撑环内部。在此，间隙且进而油膜在它们的厚度上适宜地彼此协调。
[0040]在此，例如除了孔之外还可在支撑环中设置有额外的槽，其分别别与孔相连接。经由该槽，在支撑环与轴承壳体之间同样可构造出油膜。该槽优选在周向上环绕支撑环，从而使得通过供应孔被压到轴承壳体中的油由槽出发不仅可在轴向方向上而且也可在支撑环的圆周上分布。以该方式，即使在使用支撑环的情况下同样可确保在该支撑环与轴承壳体的内壁之间的均匀的油膜。
[0041]适宜地，轴承壳体包括油流出孔。该油流出孔可与安设在外部的盒环的外圆周上处的油流出槽连通地相连接，从而使得经由供应孔供应给间隙的油可连续地流出。
[0042]显然可以包括轴承装置的其他设计方案，它们在不带有额外的扭转止动装置的情况下可以使用滚动轴承。
[0043]例如如下同样是可能的，即，待支承的轴包括用于引导滚动体的滚动体导轨。在此类设计方案中，轴自身承担滚动轴承的轴承内环的功能，从而取消了单独待装配的轴承内环且可减小在制造中的装配费用和成本费用。
[0044]根据本发明，本发明的第二任务通过用于涡轮增压器的轴承单元来解决，该轴承单元包括在轴向方向上延伸的轴承壳体以及布置在轴承壳体内部的带有轴承外环和支撑环的轴承盒，其中，在轴承外环的外圆周与支撑环之间构造出带有减震的油膜的间隙，并且其中，轴承壳体具有构造用于以油来供应油膜的供应孔。在此同样作如下设置，即，轴承盒包括滚动轴承，其轴承外环可自由转动地支承在油膜中。换而言之，在此类设计方案中外部的轴承环也经由油膜支撑在轴承壳体上。
[0045]原则上，支撑环可抗相对转动地(drehfest)或也可自由转动地定位在轴承壳体中。
[0046]在抗相对转动的布置方式中，支撑环例如可力锁合地(kraftschluessig)或形状锁合地(formschluessig)固定在轴承壳体中。在此类设计方案中,用于外部的盒环在减震的油膜中无锁定的支承的间隙相应地构造在支撑环的内圆周与滚动轴承的轴承外环的外圆周之间。
[0047]在支撑环的可自由转动的设计方案中，轴承单元额外地具有带有支撑环与轴承壳体之间的减震的油膜的间隙，在其中支撑环可自由转动地被支承。在轴承单元的各个部件之间的间隙且进而还有油膜的厚度优选彼此协调。
[0048]其他有利的设计方案在针对第一轴承单元的从属权利要求中得出，这些从属权利要求可适宜地转用到第二轴承单元上。
【专利附图】
【附图说明】
[0049]下面借助附图对本发明进行说明。其中:
[0050]图1以纵截面图形式示出用于带有被浮动地支承的轴承外环的涡轮增压器的轴承单元；
[0051]图2以顶视图形式示出根据图1的轴承单元；
[0052]图3以纵截面图形式示出用于带有被浮动地支承的轴承外环以及支撑环的涡轮增压器的另一轴承单元；
[0053]图4以顶视图形式示出根据图3的轴承单元；
[0054]图5以纵截面图形式示出用于带有被浮动地支承的轴承外环以及支撑环的涡轮增压器的另一轴承单元；
[0055]图6以顶视图示出根据图5的轴承单元；
[0056]图7以纵截面图形式示出用于带有被浮动地支撑的轴承外环的涡轮增压器的另一轴承单元；[0057]图8以顶视图形式示出根据图7的轴承单元；
[0058]图9以纵截面图形式示出用于带有被浮动地支承的轴承外环以及支撑环的涡轮增压器的另一轴承单元；
[0059]图10以顶视图形式示出根据图9的轴承单元。
【具体实施方式】
[0060]图1以纵截面图形式示出用于涡轮增压器的轴承单元I。轴承单元I包括轴承盒3，其布置在轴向延伸的金属轴承壳体5中。作为轴承盒3的一部分，滚动轴承7定位在该轴承盒中。轴承7构造有构造成轴承外环的外部的盒环9以及构造有轴承内环11。内部的轴承环11两件式地实施且在安装好的状态中布置在轴上，这在此未示出。作为滚动体15，在轴承环9，11之间置入球，其中，在此没有设置保持架。
[0061]在轴承外环9的外圆周与轴承壳体5之间构造有带有油膜19的间隙17。间隙17或者油膜19在安装好的状态中经由两个供应孔21，23以油来供应。为此，两个供应孔21，23分别与在轴承外环9的外圆周上环绕该轴承外环的槽25，27连通地相连接。由槽25，27出发，油不仅可以在轴向方向上而且也可以在轴承盒3的圆周上分布，使得在轴承盒3与轴承壳体5的内壁之间的间隙17中形成均匀的油膜19。
[0062]间隙17在此如下这么宽地构造成，S卩，使油膜19可以实现用于在外部的盒环9与轴承壳体5之间的振动隔离的足够的厚度。总之，通过使用滚动轴承7，小于滑动轴承中的摩擦力矩被传递，从而可取消单独的扭转止动装置。
[0063]此外，外部的轴承环9在其外圆周上设有油流出槽29，油膜19的油可经由其流出。油流出槽29在轴承7安装好的状态中连通地与油流出孔31相连接，该油流出孔直径的规格确定为，确保了无干扰的油流出。以该方式可确保保持不变的油膜19。额外地，油也在轴承外环9与轴承壳体5之间沿轴向方向在外部流出。
[0064]额外地，油由在轴承外环9中的槽25，27经由两个喷油孔33，35被压到轴承内腔37中且可供用于对轴承部件进行润滑和冷却。
[0065]轴承外环9的轴向止动在此通过其端面在分别与壳体固定的配对面上的靠置来实现。为此，在轴承壳体5的端侧上布置有与壳体固定的止动板39。外部的轴承环9具有轴向的缝隙，并且当滚动轴承的摩擦力矩在运行中驱动该轴承环时，该轴承环可在轴承壳体5内部转动。如果在此在安装好的状态中出现在轴上的轴向力，那么外部的轴承环9按照轴向力的方向在轴向方向上支撑在止动板39或者轴承壳体5上。
[0066]轴承外环9的总阻力相比在无轴向力的运行中的阻力提供。在此，依赖于转速来调整油膜19的液动的支撑份额。
[0067]为了在轴承外环9转动的情况下同样确保由滚动轴承7经由油流出孔31的在中间的油流出且进而排除轴承7的溢出，轴承外环的轴向的中部区域安设有径向延伸的孔，然而它们由于示出方式无法被辨认出。然而它们可由图2得悉。通过孔，在轴承外环9的每个位置中都可确保需要的油流出。
[0068]图2以顶视图形式示出根据图1的轴承单元I。借助该图示可清楚地辨认出环绕轴承外环9的外圆周的间隙17。用于供应间隙17的供应孔21，23以及在轴承外环9的外圆周上环绕该轴承外环的槽25，27由于示出方式在此并无法都看到。[0069]然而此处可清楚地辨认出五个径向延伸的孔41，43，45，47，49，它们被安设到轴承外环9中。由此，如上面已描述的那样，不依赖于轴承外环9在间隙17中的定位，由滚动轴承7经由油流出孔31可以实现在中间的油流出。在此，油流出孔的数量可根据要求来匹配，从而多个油流出孔也是可行的。
[0070]对于轴承单元I的各个轴承部件的进一步的描述，在此参照图1中的具体描述。
[0071]图3以纵截面形式示出用于涡轮增压器的另一轴承单元61。轴承单元61包括轴承盒63，其布置在轴向延伸的金属轴承壳体65中。作为轴承盒63的一部分，滚动轴承67定位在该轴承盒中。轴承67构造有构造成轴承外环的外部的盒环69以及构造有轴承内环71，其中，作为滚动体72，在轴承环69，71之间置入球。球在保持架73中被引导。内部的轴承环71 —件式地实施且在安装好的状态中布置在轴上。轴在此未示出。
[0072]区别于图1和2，轴承盒63包括支撑环75。支撑环75与壳体固定地布置在轴承壳体65内部。轴承67布置在支撑环75内部，从而使得设置用于对轴承外环69的无锁定的支承的带有油膜79的间隙77在此相应地构造在支撑环75的内圆周与轴承外环69的外圆周之间。外部的轴承环69因此在不使用止动元件的情况下浮动地支撑在轴承盒63内部。
[0073]间隙77或者油膜79根据图3同样经由在轴承壳体65中的两个供应孔81，83以油来供应。在此，供应孔81，83分别与安设在支撑环75中的槽85，87相连接。槽85，87分别通入到孔89，91中，这些孔在支撑环75的内圆周上安设到该支撑环中。孔89，91又通入到环绕轴承外环69的外圆周的槽93，95中。由此确保以油加载间隙77且进而确保轴承外环69的浮动支承。
[0074]额外地，在轴承外环中的槽93，95与两个喷油孔97，99相连接，从而使得油从槽93，95被压到轴承内腔101中且因此可被用于对轴承部件进行润滑和冷却。
[0075]与图1和2的另一区别在于轴承外环69的设计。该轴承外环在此两件式地构造且相应地由两个轴向彼此相间隔的部分环103，105构成。在此，轴向的间隔借助于构造成金属的螺旋弹簧的弹簧元件107实现。弹簧元件107将两个部分环103，105彼此压开并因此将它们弹性地保持在预先设定的位置中。在此，部分环103，105彼此的轴向间距通过弹簧元件107的预紧来给定。
[0076]额外地得到两个用于使部分环103，105轴向止动的止动元件109，111。止动元件109，111构造成卡紧环，它们布置在支撑环75的圆周上。在此，支撑环75具有槽113，115，卡紧环109，111接合到这些槽中。轴承外环69的部分环103，105在作用到被支承的轴上的轴向力下在轴向方向上支撑在卡紧环109，111上，且因此防止部分环103，105在支撑环75内部的不期望的轴向打滑。此外，卡紧环109，111充当用于支撑环75的运输止动装置。
[0077]轴承外环69或者部分环103，105的浮动支承原则上要求一定的间隙。在此，该间隙依赖于温度。轴承装置61相应地设计成在任意温度下都存在足够的缝隙。
[0078]油可经由油流出口 117从间隙77流出。油流出口 117在轴承67安装好的状态中连通地与轴承壳体65的油流出孔119相连接。
[0079]在图4中可以看到根据图3的轴承单元61的顶视图。在此清楚地辨认出支撑环75与壳体固定的定位。轴承67相应地布置在支撑环75内部。构造用于对轴承外环69无锁定地支承的带有减震的油膜79的间隙77构造在支撑环75的内圆周与轴承外环69的外圆周之间，其中，这由于示出方式并不可见。作为替代可以看到弹簧元件107，其用于将轴承外环69的部分环103，105轴向间隔开。部分环103，105在此同样未示出。
[0080]对于轴承单元61的各个轴承部件的进一步描述，在此参照在图3中具体描述。
[0081]在图5中以纵截面图形式示出用于涡轮增压器的另一轴承单元131。如同在图3和4中那样，轴承单元131包括轴承盒133，其布置在轴向延伸的金属轴承壳体135中。轴承盒133包括带有轴承外环139以及带有轴承内环141的滚动轴承137，其中，内部的轴承环141在安装好的状态中布置在轴上。然而，轴在此并未示出。
[0082]在轴承环139，141之间，作为滚动体143布置在保持架145中的球被引导。此外，内部的轴承环141两件式地构造，其中，轴承内环141的两个部分环146，147借助于构造成止动卡箍的止动元件148彼此固定。止动元件148以同样的方式充当运输止动装置。
[0083]此外，轴承盒133包括支撑环149，在其中布置有轴承137。然而区别于图3和4，支撑环149在此并不与壳体固定地布置在轴承壳体135内部，而是可相对于轴承壳体自由转动地布置。因此，在支撑环149的外圆周与轴承壳体135的内圆周之间构造有带有油膜153的第一间隙151。
[0084]轴承137的外部的轴承环139又在支撑环149内部浮动地且在不带有用于扭转止动的止动元件的情况下支承。也就是说，它也在轴承外环139与支撑环149之间存在带有油膜156的间隙155。相应地，外部的轴承环139可相对于支撑环149转动地支承，且支撑环149可相对于轴承壳体135转动地支承。在该设计方案中，也可完全取消用于扭转止动的止动元件。
[0085]不仅带有油膜153的间隙151而且还有带有油膜156的间隙155都经由两个在轴承壳体135中的供应孔157，158以油来供应，这些供应孔分别经由安设在支撑环149中的槽159，161与孔163，165连通地相连接。由孔163，165出发，油可在轴承壳体135与支撑环149之间的间隙151中散布开来，从而使得在那里形成减震的油膜153。
[0086]这两个减震的油膜153，156在它们的厚度方面彼此协调，从而可在不使用止动元件的情况下，也就是说无锁定地支承。
[0087]另外，孔163，165通入到在轴承外环139的圆周上环绕该轴承外环的槽167，169中。由此确保以油加载间隙155且进而确保对轴承外环139的浮动支承。
[0088]额外地，在轴承外环139中的槽167，169与两个喷油孔171，173相连接，从而使得油可被压到轴承内腔175中且可被用于对轴承部件进行润滑。
[0089]外部的轴承环139两件式地构造且如同也在图3和4中那样由两个轴向彼此间隔的部分环181，183构成。为了轴向的间隔使用构造成金属螺旋弹簧的弹簧元件185，其通过其预紧将两个部分环181，183彼此压开。
[0090]作为用于两个部分环181，183的轴向的端部止挡，在支撑环149的内圆周上安装有两个构造成卡紧环的止动元件187，188。在此，部分环181，183接合到支撑环149的槽189，191中。卡紧环187，188除了它们作用轴向止动装置的功能之外也充当用于支撑环149的传输止动装置。
[0091]为了使油可以流出，支撑环149在其外圆周上具有油流出槽193，其连通地与油流出孔195相连接。在这种情况下，支撑环149在此具有径向延伸的油流出孔，以便即使在轴承部件转动时同样可排除轴承137的溢出。由于截面的图示方式不是所有孔都可见。
[0092]在图6中可以看到根据图5的轴承单元131的顶视图。可以辨认出支承在轴承壳体135内部的轴承环149。支撑环149区别于图4并不是与壳体固定地而是可转动地支承在间隙151中，然而这由于图示方式并不可见。然而如在图4中那样在此也可以看到弹簧元件185，其用于将轴承外环139的未示出的部分环181，183轴向间隔开。
[0093]对于轴承单元131的各个轴承部件的进一步描述，在此相应地参照在图5中的具体描述。
[0094]图7以纵截面图形式示出用于涡轮增压器的另一轴承单元201。轴承单元201大致上与根据图3和4的轴承单元61的设计方案相应，从而在此可参照在那里的具体描述。各个在那里所描述的部件的描述和功能可适宜地转用到轴承单元201上。
[0095]轴承单元201同样包括轴承盒203，其布置在轴向延伸的金属轴承壳体205中。作为轴承盒203的一部分，滚动轴承207定位在该轴承盒中。轴承207构造有轴承外环209以及构造有轴承内环211，其中，作为滚动体213，在轴承环209，211之间置入球。球213在保持架215中被引导。内部的轴承环211 —件式地实施，并且如同也在已经在前面描述的附图那样在安装状态中布置在轴上。
[0096]与根据图3和4的轴承单元61的区别在于，轴承单元201的轴承盒203不包括支撑环。设置用于无锁定地支撑轴承外环209的带有油膜219的间隙218在此相应地构造在轴承壳体205的内圆周与轴承外环209的外圆周之间。间隙218在此也构造有油膜219，其可以实现用于在轴承外环209与轴承壳体205之间的振动隔离的足够的厚度。以该方式，外部的轴承环209在轴承盒203内部可无锁定地且浮动地(也就是说带有轴向缝隙地)支承。
[0097]为了供应油膜219使用两个供应孔221，223，它们安设在轴承壳体205中且分别与轴承外环209的外圆周上环绕该轴承外环的槽225，227上连通地相连接。由槽225，227出发，油不仅可在轴向上而且可在轴承盒3的圆周上分布，使得油膜219均匀地构造在间隙218 中。
[0098]额外地，在轴承外环209中的槽225，227中的油经由两个喷油孔229，231被压到轴承内腔233中且可供用于对轴承部件进行润滑。
[0099]轴承外环209同样以两个轴向彼此间隔的部分环235，237两件式地构造。为了轴向的间隔使用金属螺旋弹簧239，其将这两个部分环235，237压开且因此弹性地保持在预先设定的位置中。
[0100]此外，使用两个构造成卡紧环的止动元件241，243用于部分环235，237的轴向止动，这两个部分环布置在轴承壳体205的圆周上。轴承壳体205为了固定止动元件241，243具有两个环绕的槽245，247，止动元件241，243接合到其中。
[0101]此外，外部的轴承环209在其外圆周上设有油流出口 249，油经由其可从间隙227中流出。油流出口 249在轴承207安装好的状态中连通地与油流出孔251相连接。
[0102]在图8中以顶视图示出轴承单元201。可以清楚地辨认出被支承的滚动体213，其在轴承内环211上被引导。此外，除了弹簧元件239之外也可辨认出止动元件241，243，它们用于轴承外环209的部分环235，237的轴向止动。止动元件241，243布置在轴承壳体205的内圆周上。部分环235，237在此并不可见。
[0103]对轴承单元201进一步的具体描述可由对图7的描述得悉。
[0104]图9以纵截面图形式示出用于涡轮增压器的另一轴承单元261。在此，轴承单元261大致上完全如同根据图3和4的轴承单元61那样构造。因此在这里该描述同样可适宜地被转用。
[0105]轴承单元261包括布置在轴向延伸的金属轴承壳体265中的带有滚动轴承267的轴承盒263。轴承267构造有轴承外环269以及构造有轴承内环271，其中，作为滚动体273置入球。球在保持架275中被引导。内部的轴承环271 —件式地实施。
[0106]此外，轴承盒263包括支撑环279，其与壳体固定地布置在轴承壳体265的内圆周上。在此，滚动轴承267布置在支撑环279内部。为了无锁定且浮动地支承轴承外环269，带有油膜283的间隙281相应地构造在支撑环279的内圆周与轴承外环269的外圆周之间。
[0107]油膜283经由在轴承壳体265中的两个供应孔285，287以油来供应，其中，供应孔285，287在此也分别与安设在支撑环279中的槽289，291相连接。槽289，291分别通入到在支撑环279的内圆周上的孔293，295中。由孔293，295出发，油从发动机油循环中被进一步导引到两个环绕轴承外环269的外圆周的槽297，299中，从而确保以油加载间隙281或者构造出油膜283且进而确保期望地无扭转止动的支承。
[0108]额外地，轴承外环269的槽297，299此处同样与两个喷油孔301，303相连接，从而使油被压到轴承内腔305中且在那里可用于对轴承部件进行润滑。
[0109]区别于图3和4，在此轴承外环269的轴向止挡经由两个沿着轴承盒263的圆周彼此以相同间距定位的与支撑环固定的(traegerringfest)销钉307来实现。通过多个销钉307，在浮动的外环269的情况下，也就是说在明显的轴向缝隙269的情况下可防止倾倒。额外地，销钉307充当用于支撑环279的运输止动装置。
[0110]与支撑环固定的销钉307在此构造成空心的衬套，其伸入到构造在支撑环279的圆周上的油流出槽309中。销钉307的空心的设计方案使得足够的油流出成为可能。油流出槽309额外地在轴承267安装好的状态中连通地与油流出孔311相连接。
[0111]此外，外部的轴承环269以两个轴向彼此间隔的部分环313，315两件式地构造，这两个部分环的轴向间隔如同也在前面所描述的附图中那样借助于构造成金属螺旋弹簧的弹簧元件317来实现。
[0112]图10以顶视图形式示出轴承单元261。此处在此可以辨认出四个销钉307中的两个，它们构造成空心的衬套。销钉307彼此对置地布置在轴承装置261的圆周上且与支撑环279固定地相连接。销钉307防止轴承外环269的浮动地且无锁定地支承的部分环313，315的不期望的轴向移动。
[0113]在此要考虑到，由于对部分环313，315显而易见地基于由轴传递的运动的浮动支承在止动元件(即销钉307)与部分环313，315之间总是调整出一定的轴向缝隙。在此，该轴向缝隙依赖于所要求的导向精度被确定为使滚动轴承267即使在不利的热情况下同样不会被轴向压紧。
[0114]对轴承单元261进一步的具体描述在此可由对图10的描述得悉。
[0115]附图标记列表
[0116]I轴承单元
[0117]3轴承盒
[0118]5轴承壳体
[0119]7滚动轴承[0120]9轴承外环
[0121]11轴承内环
[0122]15滚动体
[0123]17间隙
[0124]19油膜
[0125]21供应孔
[0126]23供应孔
[0127]25槽
[0128]27槽
[0129]29油流出槽
[0130]31油流出孔
[0131]33喷油孔
[0132]35喷油孔
[0133]37轴承内腔
[0134]39止动板
[0135]41孔
[0136]43孔
[0137]45孔
[0138]47孔
[0139]49孔
[0140]61轴承单元
[0141]63轴承盒
[0142]65轴承壳体
[0143]67滚动轴承
[0144]69轴承外环
[0145]71轴承内环
[0146]72滚动体
[0147]73保持架
[0148]75支撑环
[0149]77 间隙
[0150]79 油膜
[0151]81供应孔
[0152]83供应孔
[0153]85 槽
[0154]87 槽
[0155]89 孔
[0156]91 孔
[0157]93 槽
[0158]95 槽[0159]97喷油孔
[0160]99喷油孔
[0161]101轴承内腔
[0162]103部分环
[0163]105部分环
[0164]107弹簧元件
[0165]109止动元件
[0166]111止动元件
[0167]113槽
[0168]115槽
[0169]117油流出口
[0170]119油流出孔
[0171]131轴承单元
[0172]133轴承盒
[0173]135轴承壳体
[0174]137滚动轴承
[0175]139轴承外环
[0176]141轴承内环
[0177]143滚动体
[0178]145保持架
[0179]146部分环
[0180]147部分环
[0181]148止动元件
[0182]149支撑环[0183]151间隙
[0184]153油膜
[0185]155间隙
[0186]156油膜
[0187]157供应孔
[0188]158供应孔
[0189]159槽
[0190]161槽
[0191]163孔
[0192]165孔
[0193]167槽
[0194]169槽
[0195]171喷油孔
[0196]173喷油孔
[0197]175轴承内腔[0198]181部分环
[0199]183部分环
[0200]185弹簧元件
[0201]187止动元件
[0202]188止动元件
[0203]189槽
[0204]191槽
[0205]193油流出槽
[0206]195油流出孔
[0207]201轴承单元
[0208]203轴承盒
[0209]205轴承壳体
[0210]207滚动轴承
[0211]209轴承外环
[0212]211轴承内环
[0213]213滚动体
[0214]215保持架
[0215]218间隙
[0216]219油膜
[0217]221供应孔
[0218]223供应孔
[0219]225槽
[0220]227槽
[0221]229喷油孔
[0222]231喷油孔
[0223]233轴承内腔
[0224]235部分环
[0225]237部分环
[0226]239弹簧元件
[0227]241止动元件
[0228]243止动元件
[0229]245槽
[0230]247槽
[0231]249油流出口
[0232]251油流出孔
[0233]261轴承单元
[0234]263轴承盒
[0235]265轴承壳体
[0236]267滚动轴承[0237]269轴承外环
[0238]271轴承内环
[0239]273滚动体
[0240]275保持架
[0241]279支撑环
[0242]281间隙
[0243]283油膜
[0244]285供应孔
[0245]287供应孔
[0246]289槽
[0247]291槽
[0248]293孔
[0249]295孔
[0250]297槽
[0251]299槽
[0252]301喷油孔
[0253]303喷油孔
[0254]305轴承内腔
[0255]307销钉
[0256]309油流出槽
[0257]311油流出孔
[0258] 313部分环
[0259]315部分环
[0260]317弹簧元件
【权利要求】
1.一种用于涡轮增压器的轴承单元(1，61，131，201，261)，所述轴承单元包括在轴向方向上延伸的轴承壳体(5，65，135，205，265)以及布置在所述轴承壳体(5，65，135，205, 265)内部的轴承盒(3，63，133，203, 263)，其中，在所述轴承盒(3,63, 133, 203, 263)的外圆周与所述轴承壳体(5，65，135，205，265)之间构造出带有油膜(19，79，156，219，283)的间隙(17，77，155，218，281)，并且其中，所述轴承壳体(5，65，135，205，265)具有用于向所述油膜(19，79，156，219，283)供应油的供应孔(21，23，81，83，157，158，221，223，285，287)，其特征在于，所述轴承盒(3，63，133，203，263)包括滚动轴承(7, 67，137，207，267)，所述滚动轴承的外部的盒环(9，69，139，209，269)以可自由转动的方式支承在所述油膜(19，79，156，219，283)中。
2.根据权利要求1所述的轴承单元(1，61，131，201，261)，其特征在于，在所述轴承壳体(5，65，135，205，265)中的所述供应孔(21，23，81，83，157，158，221，223，285，287)与在周向上环绕所述轴承盒(3,63, 133, 203, 263)的槽(25，27，85，87，93，95，113，115，159，161，167，169，225，227，289，291，297，299)连通地相连接。
3.根据权利要求1或2所述的轴承单元(1，61，131，201，261)，其特征在于，所述外部的盒环(9，69，139，209，269)包括多个用于油流出的孔(41，43，45，47，49)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的轴承单元(1，61，131，201，261)，其特征在于，所述外部的盒环(9，69，139，209，269)两件式地实施，其中，两个部分环(105，105，181，183，235，237，313,315)彼此轴向间隔开。
5.根据前述权利要求中任一项所述的轴承单元(1，61，131，201，261)，其特征在于，为了将所述外部的盒环(9，69，139，209, 269)轴向止动而包括至少一个止动元件(39，109, 11I, 187，188，241，243，307)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的轴承单元(1，61，131，201，261)，其特征在于，所述外部的盒环(9，69， 139，209，269)包括用于以润滑剂来加载轴承内腔(37，101，175，233，305)的喷油孔(33，35，97，99，171，173，229，231，301，303)。
7.根据权利要求1所述的轴承单元(1，61，131，201，261)，其特征在于，所述外部的盒环(9，69，139，209，269)构造成轴承外环(9，69，139，209，269)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的轴承单元(1，61，131，201，261)，其特征在于，所述轴承盒(3,63, 133, 203, 263)包括带有孔(89，91，163，165，293，295)的支撑环(75，149，279)，所述孔经由在所述外部的盒环(9，69，139, 209, 269)的外圆周上环绕所述外部的盒环的槽(25，27，93，95，167，169，225，227，297，299)连通地与所述喷油孔(33，35，97，99，171，173，229，231，301，303)相连接。
9.根据前述权利要求中任一项所述的轴承单元(1，61，131，201，261)，其特征在于，所述轴承壳体(5，65，135，205，265)包括油流出孔(31，119，195，251，311)。
10.一种用于涡轮增压器的轴承单元(1，61，131，201，261)，所述轴承单元包括在轴向方向上延伸的轴承壳体(5，65，135，205，265)以及布置在所述轴承壳体(5，65，135，205，265)内部的带有轴承外环(9，69，139，209，269)和支撑环(75，149，279)的轴承盒(3，63，133，203，263)，其中，在所述轴承外环(9，69，139，209，269)的外圆周与所述支撑环(75, 149, 279)之间构造出带有减震的油膜(19，79，156，219，283)的间隙(17，77，155，218，281)，并且其中，所述轴承壳体(5，65，135，205，265)具有用于向所述油膜(19，79，156，219，283)供应油的供应孔(21，23，81，83，157，158，221，223，285，287)，其特征在于，所述轴承盒(3，63，133，203，263)包括滚动轴承(7，67，137，207，267)，所述滚动轴承的轴承外环(9，69，139，209，269)以可自由转动的方式支承在所述油膜(19，79，156，2 19，283)中。
【文档编号】F16C27/04GK103477099SQ201280017991
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2012年3月12日 优先权日:2011年4月13日
【发明者】海科·施密特, 库尔特·基尔斯滕, 彼得·索尔弗兰克, 克里斯托弗·米切尔 申请人:谢夫勒科技股份两合公司