挤压油膜阻尼器的制造方法
【专利摘要】说明了一种挤压油膜阻尼器，其包括轴承盒(6)、在其中容纳有轴承盒(6)的壳体(4)和在壳体(4)与轴承盒(6)之间的缝隙(22)中的挤压油膜，该挤压油膜用于产生与由在轴承盒(6)中保持的不平衡所产生的环绕的径向激振力相反指向的阻尼力。在此，在挤压油膜阻尼器中设置有用于依赖于周边位置地削弱围绕轴承盒(6)的阻尼力的机构(28)。
【专利说明】挤压油膜阻尼器【技术领域】
[0001]本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的挤压油膜阻尼器和一种根据权利要求10的轴承装置。
【背景技术】
[0002]挤压油膜阻尼器在带有滚动轴承或滑动轴承的轴承装置中用于阻尼径向力，该径向力例如通过由滚动轴承或滑动轴承所传递的不平衡引起。尤其地，挤压油膜阻尼器被用于支承例如废气涡轮增压器的快速旋转的轴。
[0003]本文开头所提及类型的挤压油膜阻尼器例如由文献DE 26 33 481 Al公知。在轴承盒(Lagerkartusche)中,轴经由滚动轴承支承。在由轴传递了不平衡的情况中，轴承盒承受绕轴承中轴线环绕的向外的径向激振力。在无其他固定机构的情况下，轴承盒在轴转动的情况下径向跟随激振力指向。因此，轴承盒径向容纳在壳体中，其中，在轴承盒与壳体之间在缝隙中构造有挤压油膜。在轴承盒的由不平衡引起的径向向外运动的情况下，油必须从缝隙中被挤出，这导致与该运动相反指向的阻尼力。[0004]在轴转动时，轴承盒在挤压油膜阻尼器中对中。环绕的激振力向外作用且减小了在挤压油膜中的缝隙高度。在此，较小的缝隙高度相比较大的缝隙高度以更高的阻力或更高的阻尼力抵抗该运动。因此，在周边上平均地产生了轴承盒与壳体之间的恒定的缝隙，并且轴承盒在壳体中对中。
【发明内容】
[0005]本发明的任务是，在公知的挤压油膜阻尼器的对中作用方面进一步对其进行改进。
[0006]本发明通过独立权利要求的特征来实现。优选的改进方案是从属权利要求的对象。
[0007]本发明基于如下想法，即，沿着轴承盒的周边以区域形式且因此依赖于周边位置地削弱由挤压油膜所引起的阻尼力。
[0008]在此本发明从如下出发，即，仅当无其他干扰力，像例如轴承盒的重力、出于防扭转的支撑力和/或由于在挤压油膜阻尼器的缝隙中的油压分布的径向力作用到轴承盒上时，在运行期间在周边上产生在挤压油膜阻尼器中在轴承盒与壳体之间的恒定的缝隙。这些固有存在的干扰力导致附加的定向的径向力且会阻碍轴承盒在壳体中同中心地定向。因此存在如下危险，即，在挤压油膜阻尼器中不保持存在剩余油隙且限定挤压油膜的壁彼此相碰。这可以在处于运行中的被用作限定挤压油膜的内部的壁的轴承盒处被证实。在其处可在优选方向上观察在周边侧的接触痕迹。
[0009]因为干扰力附加于阻尼力作用，所以本发明提出，依赖于周边位置绕轴承盒与区域形式且尤其在关于干扰力的方向对置的位置上削弱挤压油膜对抗轴承盒的径向运动的能力。该削弱可以对于每个干扰力而言单独地或对于所有矢量叠加的干扰力而言在挤压油膜阻尼器中绕轴承盒的共同的周边位置上实现。通过这样的有针对性的削弱，轴承盒在运行期间由于在削弱的部位上的环绕的激振力径向向外移动，但这平均上补偿了由干扰力所引起的相反的运动。
[0010]因此，本发明说明了如下挤压油膜阻尼器，其包括轴承盒、在其中容纳有轴承盒的壳体和在壳体与轴承盒之间的缝隙中的挤压油膜，该挤压油膜用于产生与由在轴承盒中保持的不平衡所产生的环绕的径向激振力相反指向的阻尼力。根据本发明，在所说明的挤压油膜阻尼器中存在用于以区域形式依赖于周边位置地削弱环绕轴承盒的阻尼力的机构。
[0011]该依赖于周边位置的削弱原则上可以通过任意技术手段实现。这例如可以是在挤压油膜阻尼器的缝隙中的特殊部位上的弹簧元件(Federelement)，其在壳体中使轴承盒对中。备选地，轴承盒可通过在特定的周边位置上的有针对性的材料干扰部位在其惯性矩方面发生改变。
[0012]但是特别优选地，依赖于周边位置的削弱利用在挤压油膜阻尼器中的缝隙宽度的以区域形式且依赖于周边位置的改变来实现，稍后对此作进一步讨论。
[0013]通过阻尼力的依赖于周边位置的削弱，各单个干扰力可相互抵抗且确保轴承盒在壳体中对中的位置。这避免了限定挤压油膜的壁彼此相碰，由此可实现轴承负荷的明显减小。因此，轴承的寿命被提高。此外，不利的声学效应可被降低。
[0014]在本发明的改进方案中，缝隙通过布置在轴承盒与壳体之间的导向环来限定。通过使用至少一个导向环，限定挤压油膜的缝隙可与轴承盒或容纳轴承盒的壳体的装配分开地被预装配。以该方式能以较小的公差尺寸产生缝隙，该较小的公差尺寸又允许挤压油膜阻尼器的明显的效率提高。
[0015]在本发明的优选的设计方案中，在轴承盒与壳体彼此地中的位置中，缝隙依赖于周边位置地被扩大。如已经实施的那样，轴承盒仅在运行中或者随着转动的轴与壳体同中心地定向。用于以区域形式削弱阻尼力或者挤压油膜的与运动相反的阻力的缝隙扩大不仅在工艺技术上简单地被引入到挤压油膜阻尼器中，而且其同样允许相对精确地调整对阻尼力的削弱。
[0016]在本发明的特别的改进方案中，缝隙通过壳体来限定且通过壳体的内直径的以区域形式的增大来扩大。如果缝隙向外通过导向环来限定，那么导向环的内直径相应地以区域形式扩大。
[0017]在本发明的优选的改进方案中，缝隙通过轴承盒来限定且通过轴承盒的外直径的以区域形式的变细部来扩大。如果缝隙向内通过导向环来限定，那么导向环的外直径相应地变细。该设计方案指的是，轴承盒或导向环一般在壳体中是防扭转的，从而使得以区域形式的缝隙变化在其位置中大致上保持不变。
[0018]在本发明的特别优选的改进方案中，轴承盒的外直径的以区域形式的变细部通过轴承盒的周边轮廓的削平部来提供。这种削平部可通过公知的切削或非切削的制造工艺，例如铣削、磨光或压印以较高的精度和较小的周期时间来实现。
[0019]在本发明的另一改进方案中，所说明的挤压油膜阻尼器包括另一用于以区域形式依赖于周边位置地削弱在环绕轴承盒的周边位置上的阻尼力的机构，该周边位置与用于依赖于周边位置地削弱该阻尼力的机构的周边位置不同。通过该另一机构，阻尼力可鉴于各单个干扰力被有针对性地削弱。以该方式可避免由于占主导的干扰力，例如轴承盒的重力而使不占主导的干扰力被忽略。因此，轴承盒以很高的精度在壳体中对中，这是因为在轴承盒的周边上的所有干扰力都可以被考虑到。
[0020]在本发明的附加的改进方案中，通过两个用于依赖于周边位置地削弱阻尼力的机构所引起的被削弱的总阻尼力与作用到轴承盒上的干扰力，尤其是作用到轴承盒上的重力相等。提供两个用于依赖于周边位置地削弱唯一的干扰力的机构能够实现提供非常高的削弱。例如，轴承盒不可以任意地变细，这是因为其具有限定的壁强度。如果轴承盒在两个角度不同的周边位置上变细，那么所引起的两个削弱部的和可以是足够高的，以便于例如足以抵抗重力。
[0021]在本发明的另一改进方案中，轴承盒具有供油槽，在其中布置有用于依赖于周边位置地削弱阻尼力的机构。以该方式，供油槽可以有助于削弱阻尼力。
[0022]本发明同样说明了如下轴承装置，其包括所说明的挤压油膜阻尼器和容纳在轴承盒中的轴。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]下面借助附图对本发明的实施例作进一步说明。其中:
[0024]图1示出了轴承装置的纵截面图；
[0025]图2示出了根据第一实施例的轴承盒的外圈的纵截面图；
[0026]图3示出了根据图2的外圈的横截面图；
[0027]图4示出了根据第二实施例的外圈的立体图；
[0028]图5示出了根据第三实施例的外圈的立体图；
[0029]图6示出了根据第四实施例的外圈的立体图；
[0030]图7示出了根据第五实施例的外圈的立体图；
[0031]图8示出了根据第六实施例的外圈的立体图；
[0032]图9示出了根据第七实施例的外圈的立体图；
[0033]图10示出了根据第八实施例的外圈的立体图；以及
[0034]图11示出了轴承装置的两个实施变体方案的纵截面图。
[0035]在附图中，相同的元件设有相同的附图标记且为了清晰的图示仅描述一次。
【具体实施方式】
[0036]在图1中示出了轴承装置2的纵截面图。轴承装置2具有带有例如钻孔形式的腔室5的壳体4，在该腔室中轴向地且绕轴承中轴线8同中心地容纳有轴承盒6。壳体4例如可以是涡轮增压器壳体。在该情况中，轴承装置2用于支承涡轮增压器的轴。
[0037]在本示例中，轴承盒6以不受限制的方式实施成滚动轴承。备选地，轴承盒同样能以其他轴承类型，像例如滑动轴承的形式来实施。轴承盒6具有外圈7，其经由滚动体10与轴承中轴线8同中心地支承两个轴向分开的内圈12。滚动体10可保持在未示出的保持架中。内圈12可彼此防扭转地经由未示出的弹簧彼此相连接。它们仅由生产引起地彼此分开地实施。在内圈12中可固定未示出的轴，其可经由滚动体10相对外圈7扭转。
[0038]外圈7以及进而轴承盒6可在壳体4中防扭转地固定。壳体4的腔室5在一轴向端部上可以具有变细部14，在其上经由外圈7相对支承有轴承盒6。[0039]经由输油通道16，油可被导入到腔室5中。被导入的油一方面可被用于润滑滚动轴承或被用于供给尚待描述的挤压油膜阻尼器。经由油流出通道18，被供入的油可从内部从腔室5中被导出。同样地，被输入的油可被轴向向外挤到壳体4中并在那里流出。
[0040]被导入的用于润滑滚动轴承的油经由润滑油输送通道20被进一步导到外圈7与内圈12之间的轴承盒6中。以该方式可降低滚动体的摩擦和磨损。同样地,经由穿过轴承盒6的油流也导致了对被环流的构件的冷却。
[0041]被导入的用于供给挤压油膜阻尼器的油被压入到轴承盒6与壳体4之间的油隙22中并在那里构造成挤压油膜。为了将用于挤压油膜的足够的油压入到油隙22中，输油通道16具有大于润滑油输送通道20的横截面。在油被压入到轴承盒6与壳体4之间的油隙22中之前，其在供油槽26中在轴承盒6的外圈7的外周边上均匀地分布。必要的油压例如通过油泵如其存在于机动车中那样来提供。
[0042]在油隙22中的挤压油膜阻尼轴承盒6的径向运动，该径向运动例如可通过固定在内圈12中且转动的轴的不平衡引起。该阻尼越大，油隙22就越薄且因此轴承盒6就越靠近壳体4的壁。换而言之，挤压油膜阻碍轴承盒6相对壳体4的运动，从而使轴承盒6在轴转动的情况下在壳体4中对中。
[0043]润滑油输送通道20示例性地布置在轴承盒6的上侧上，而润滑油流出通道24布置在轴承盒6的底侧上。在运转的轴的情况下，来自缝隙22中的挤压油膜的油在加载侧上在周向上且在轴向上被挤压。被向内挤压的油经由油流出通道18流出。被径向向外挤压的油经由壳体4流出。轴承盒6的重力作用在轴承盒6的底侧上。轴承盒6的重力抵抗轴承盒6在朝向其上侧的方向上的径向运动。换而言之，该重力削弱了在轴承盒6的上侧上的不平衡的影响并进而削弱了轴承盒6在朝向其上侧的方向上的径向运动。这可能干扰轴承盒6在壳体4中的对中。
[0044]为了抵抗轴承盒6在朝向其上侧的方向上的径向运动的削弱，在轴承盒6的上侧上通过轴承盒6的外轮廓的削平部以区域形式依赖于周边位置地构造成油隙22的扩大部28。油隙22的扩大部28以与通过重力削弱轴承盒6的径向运动相同的方式削弱了对轴承盒6的径向运动的阻尼。两个内部的扩大部28在轴承盒6的上侧上加工为油流出槽32的以区域形式的轴向增大部，如这例如在图4上显而易见的那样。以该方式抵抗对轴承盒6在壳体4中对中的干扰。
[0045]以类似的方式，对于其他干扰力同样可设置油隙22的类似的扩大部28。备选地，可以由所有干扰力确定出共同的合成力并设置油隙22的相应的共同的扩大部28。
[0046]参照相应地示出轴承盒6的外圈7的横截面和纵截面的图2和3。
[0047]图3的横截面的截面走向30在图2中画出。可清楚地看到油隙22的扩大部28如何构造成在轴承盒6的上侧上的外轮廓的削平部。
[0048]参照示出了轴承盒6的示例的外圈7的立体图的图4。
[0049]在图4中可清楚地看到在周边上围绕轴承盒6的外圈7的油流出槽32。在该油流出槽32中，来自油隙22的油可汇集并经由油流出通道18从腔室5中排出。通过油流出槽32，在油隙22中构建起恒定且均匀的油压，这进一步支持轴承盒6在壳体4中对中。来自油隙22的油同样也被轴向向外压。在那里，油经由壳体4流出。内部的削平部28直接加工在油流出槽32处。[0050]参照示出了轴承盒6的另一示例性的外圈7的立体图的图5。
[0051]在图5中，油隙22的构造成轴承盒6的外轮廓的削平部的扩大部28布置在不同的周边位置上。与油隙22在外圈7上的唯一的周边位置上的唯一的扩大部28相比，油隙22的布置在不同周边位置上的扩大部28总地可更强地削弱对轴承盒6的径向运动的由油隙22引起的阻尼。
[0052]参照示出了轴承盒6的另一示例性的外圈7的立体图的图6。
[0053]在图6中，扩大部28并不构造成轴承盒6的削平部而是构造成油流出槽32的扩宽部。经扩宽的油流出槽32允许利用布置在外圈7上的唯一的周边截段上的唯一的扩大部28比根据图1至4的削平部更强地削弱对轴承盒6的径向运动的阻尼。
[0054]参照示出了轴承盒6的另一示例性的外圈7的立体图的图7。
[0055]在图7中，扩大部28不依赖于油流出槽32地构造成在外圈7中的大致上呈矩形的倒圆的凹槽。以该方式，用于削弱对轴承盒6的径向运动的阻尼所需的油在该凹槽中汇集而并不流出。通过与此相关联的减少的油流可节省油。
[0056]参照示出了轴承盒6的另一示例性的外圈7的立体图的图8。
[0057]在图8中，扩大部28类似于图7不依赖于油流出槽32地呈圆形或椭圆形地构造成在外圈7中的凹槽。凹槽的圆形或椭圆形的构造具有如下优点，即，其可利用铣床在唯一的工步中进行制造，而图7的大致上呈矩形的凹槽必须在多个铣削步骤中进行制造。
[0058]参见示出了轴承盒6的另一示例性的外圈7的立体图的图9。
[0059]在图9中，扩大部28类似于图8构造成在外圈7中但在供油槽26中的铣削成的椭圆形凹槽。
[0060]参见示出了轴承盒6的另一示例性的外圈7的立体图的图10。
[0061]在图10中，扩大部28类似于图9构造成在外圈7中在供油槽26中的凹槽，其通过铣削、冲制或压制而成。
[0062]在图11中以各自的部分纵截面图示出了轴承装置2的两个实施变体方案。根据图11a)，轴承装置2包括壳体4，在该壳体中为了在周边位置上以区域形式扩大挤压油膜缝隙加工有凹部作为缝隙扩大部28。根据图11b)，在外圈7与壳体4之间的挤压油膜缝隙中插入与外圈抗相对转动地(drehfest)连接的导向环33。为了依赖于周边位置地削弱挤压油膜的阻尼力，在导向环33的周边位置上减小其外周边。画出了所产生的缝隙扩大部28。
[0063]附图标记列表
[0064]2轴承装置
[0065]4 壳体
[0066]5 腔室
[0067]6轴承盒
[0068]7 外圈
[0069]8轴承中轴线
[0070]10滚动体
[0071]12 内圈
[0072]14变细部
[0073]16输油通道[0074]18油流出通道
[0075]20润滑油输送通道
[0076]22油隙
[0077]24润滑油流出通道
[0078]26供油槽
[0079]28缝隙扩大部
[0080]30截面走向
[0081]32油流出槽
[0082]33导向环
【权利要求】
1.一种挤压油膜阻尼器，所述挤压油膜阻尼器包括轴承盒(6)、容纳有轴承盒(6)的壳体(4)和在壳体(4)与轴承盒(6)之间的缝隙(22)中的挤压油膜，所述挤压油膜用于产生与由在轴承盒(6)中的不平衡所产生的环绕的径向激振力相反指向的阻尼力，其特征在于具有用于依赖于周边位置地削弱环绕轴承盒(6)的阻尼力的机构(28)。
2.根据权利要求1所述的挤压油膜阻尼器，其中，缝隙(22)通过布置在轴承盒(6)与壳体⑷之间的导向环(33)限定。
3.根据权利要求1或2所述的挤压油膜阻尼器，其中，在轴承盒(6)的与壳体⑷的彼此对中的位置中缝隙(22)依赖于周边位置地扩大。
4.根据权利要求3所述的挤压油膜阻尼器，其中，缝隙(22)通过壳体(4)限定且通过壳体(4)的内直径的以区域形式的增大来扩大。
5.根据权利要求3或4所述的挤压油膜阻尼器，其中，缝隙(22)通过轴承盒(6)限定且通过轴承盒(6)的外直径的区域式的变细部来扩大。
6.根据权利要求5所述的挤压油膜阻尼器，其中，轴承盒(6)的外直径的变细部作为轴承盒(6)的周边轮廓的区域形式的削平部给定。
7.根据前述权利要求中任一项所述的挤压油膜阻尼器，所述挤压油膜阻尼器包括另一用于依赖于周边位置地削弱在围绕轴承盒(6)的不同于用于依赖于周边位置地削弱阻尼力的机构(28)的周边位置的周边位置上的阻尼力的机构(28)。
8.根据权利要求7所述的挤压油膜阻尼器，其中，通过两个用于依赖于周边位置地削弱阻尼力的机构(28)所引起的被削弱的总阻尼力与作用到轴承盒(6)上的干扰力，尤其是作用到轴承盒(6)上的重力相等。
9.根据前述权利要求中任一项所述的挤压油膜阻尼器，其中，轴承盒(6)具有供油槽(32)，在所述供油槽中布置有用于依赖于周边位置地削弱阻尼力的机构(28)。
10.一种轴承装置(2)，所述轴承装置包括根据前述权利要求中任一项所述的挤压油膜阻尼器和容纳在轴承盒(6)中的轴。
【文档编号】F16C19/18GK103842668SQ201280041158
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2012年7月17日 优先权日:2011年8月23日
【发明者】海科·施密特 申请人:舍弗勒技术有限两合公司