径向轴承的制作方法

径向轴承的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种径向轴承，其包括：壳体；沿着轴承轴线延伸的壳体穿孔；多个倾斜区段，它们围绕轴承轴线布置用于支承转轴，并且分别具有径向靠外的支承面，倾斜区段利用该支承面支撑在壳体上的承托面上；每个倾斜区段的径向靠外的承托面和承托面相互对置布置；每个倾斜区段相对于壳体可运动地布置；本发明的特征在于以下特点：所述面的第一个面利用垂直于轴承轴线的第一断面构成了第一断面曲线；第一断面曲线是弧形凸起的并且具有第一主弧半径，以及第二个面利用垂直于轴承轴线的断面构成第二断面曲线；第二断面曲线相应地弧形凹陷并且具有第二主弧半径，其中，第一个面的第一主弧半径的绝对值小于第二个面的第二主弧半径的绝对值；并且第一个面利用平行于轴承轴线的第二断面构成第三断面曲线；第三断面曲线是弧形凸起的并且具有第一次弧半径，以及第二个面利用平行于轴承轴线的第二断面构成第四断面曲线；第四断面曲线相应地弧形凹陷或者不是弧形的，并且具有第二次弧半径，或者相应地没有弧度，其中所述两个次弧半径相互不同。
【专利说明】径向轴承

【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的径向轴承。因此，这是一种具 有多个支承着转轴的倾斜区段的轴承。它被称为倾斜区段轴承，并且属于流体动力滑动轴 承。

【背景技术】
[0002] 在此参阅以下专利：
[0003] US 5738447 A
[0004] US 6485182 B
[0005] DE 60110751 T2
[0006] DE 69503138 T2
[0007] EP 2339192 A1
[0008] DE 19514830 C2
[0009] GB 2285491 A
[0010] DE 602004003239 T2
[0011] EP 1859175 B1
[0012] CH 558481 A。
[0013] 涡轮传动装置的转子动力属性主要是由轴承系统的属性确定，并且由转轴的几何 外形确定。在转轴转数很高的情况下，在这里首先是使用径向倾斜区段轴承。涡轮传动构 造的开发使得在同时需要更高的效率和更稳定的振荡性能时功率传递更大、功率密度更大 并且转数更高。为了满足这些越来越高的要求，需要径向倾斜区段轴承，它能够在涡轮传动 系统中具有更高的转数和轴承压紧度的情况下、在非静态运行时轴承空隙变化更小的情况 下、在轴承变形量小的情况下并且振荡属性提高的情况下运行。
[0014] 轴承的这些提到属性相互依赖。例如通过更高的轴承压紧度实现以下可能性，即， 让轴承更小并且轴承的效率提高。
[0015] 在启动涡轮传动装置时，由于非静态的运行，可能在轴承散热效果低的情况下局 部产生强烈的热膨胀，这在倾斜区段轴承中会导致轴承间隙过小。
[0016] 所述径向倾斜区段轴承特别是考虑用于超临界旋转的转轴，它们的振荡性能主要 受到轴承的硬度和减震性能的影响。


【发明内容】

[0017] 本发明的目的在于，如下地构造根据权利要求1的前序部分所述的径向轴承，即， 使得它在轴承压紧度、效率和振荡性能方面能够超过目前用于径向倾斜区段轴承的限定范 围。
[0018] 该目的通过根据权利要求1所述的径向轴承得以实现。
[0019] 根据本发明的径向轴承包括壳体、沿着轴承轴线延伸的壳体穿孔、多个倾斜区段， 这些倾斜区段为了支承转轴围绕轴承轴线布置，并且分别具有径向靠外的支承面，倾斜区 段利用该支承面支撑在壳体上的承托面上，其中，每个倾斜区段的径向靠外的支承面和承 托面相互对置布置。每个倾斜区段都相对于壳体可运动地布置。
[0020] 根据本发明，这些面的第一个面利用垂直于轴承轴线的第一断面构成第一断面曲 线。第一断面曲线弧形凸起并且具有第一主弧半径，并且第二个面利用垂直于轴承轴线的 断面构成第二断面曲线。第二断面曲线相应地是弧形凹陷的并且具有第二主弧半径，其中， 第一个面的第一主弧半径的绝对值小于第二个面的第二主弧半径的绝对值。第一个面利用 平行于轴承轴线的第二断面构成第三断面曲线。第三断面曲线是弧形凸起的并且具有第一 次弧半径。第二个面利用平行于轴承轴线的第二断面构成第四断面曲线。第四断面曲线相 应地是弧形凹陷的，或者不是弯曲的，并且具有第二次弧半径，或者相应地不具有弧度，其 中，这两个次弧半径相互之间有区别。
[0021] 因此，对于次弧的两个断面曲线可以存在这些凸起对凹陷或者凸起对平坦或者凹 陷对凸起或者平坦对凸起的弧组合。
[0022] 两个次弧半径在承托面与径向靠外的支承面的碰触点处的关系可以根据弯曲组 合方式如下地实现，即，使得径向靠外的支承面和承托面之间总是仅存在一个碰触点。
[0023] 本发明的主要理念在于，如下地构造单个倾斜区段的径向靠外的支承面和压块的 承托面，即，使得这两者相互之间基本上构成点支承关系，但是在此至少保持传统的径向倾 斜区段轴承的线碰触的轴承硬度，并且倾斜区段在运行时仅仅通过转轴和倾斜区段之间的 润滑膜压的流体动力的作用力以及倾斜区段和固定在壳体上的压块之间的接触来保持在 周向方向上的理想的位置上。
[0024] 对于这种平衡状态至关重要的是，承托面与径向靠外的支承面之间位于垂直于轴 承轴线的断面中的碰触点中的第二主弧半径小于轴承轴线和碰触点之间的间距。
[0025] 各个相应的倾斜区段在非倾斜的状态下应该至少能够在两个方向上倾斜，也就是 一方面围绕着平行于径向轴承的纵轴的第一倾斜轴线延伸，另一方面围绕着垂直于第一倾 斜轴线或与之成夹角地并且因此垂直于轴承轴线或与之成夹角的第二倾斜轴线延伸，以下 将径向轴承的纵轴称为轴承轴线。
[0026] 这两条倾斜轴线在此相对于轴承轴线不一定要位置固定，而是可以因为各个支承 面和承托面之间的相对旋转或滚轧运动而相对于轴承轴线、特别是连带着相应的倾斜区段 一起运动。这种倾斜能力使得径向轴承中的转轴能够进行平衡运动，并且借助根据本发明 的主弧和/或次弧得以实现。在此，后者可以延伸过整个元件（倾斜区段、压块），所谓的从 边沿到边沿，或者却仅部分地延伸过这个元件。由此得以实现的是，单个的倾斜区段在一定 程度上具有不受限的倾斜自由，并且不出现局部的过载或边缘磨损。
[0027] 因为两个相对置的面的主弧半径和次弧半径相互之间分别有区别，所以从两个面 的理论上的碰触点出发，两者之间的间距越来越大。
[0028] 在此，优选地，同一个面的主弧半径以及次弧半径也可以相互有区别。这就是说， 例如相应的倾斜区段的主弧具有的半径不同于次弧。类似地，在所述面的主弧和次弧的不 断变化的半径中也是如此，正如下面还会实施的那样。
[0029] 优选地，每个倾斜区段的径向靠外的支承面直接地，也就是在中间不加入其它的 元件的情况下，被承托面所承载。这个概念直接包含在内的意思是，在滑动轴承运行时，相 互朝向对方的面，也就是径向靠外的支承面和承托面，可以被润滑剂膜相互隔离开，并且因 此不直接碰触。如果下面说到这一个面在另一个面上滚动或滚轧，那么也总是表示，在它们 之间存在这种润滑剂膜。倾斜区段优选地具有正好一个、特别是连续的面，也就是径向靠外 的支承面，借助它使得倾斜区段同样被正好一个搭配面，也就是承托面，所承载。分别要这 样设置断面，即，使得从断面与相应面的剖面中得到的曲线位于这些面的边沿的中间。然而 并不一定是如此。因此可以如下地设置断面，即，使得也可以实现相对于这些面的边沿不对 称的弧。
[0030] 此外，至少其中一个所述面的主弧半径和/或次弧半径可以变化。
[0031] 作为补充的、根据本发明的构想在于，设计一种用于冷却倾斜区段的润滑剂和冷 却系统，使得这种轴承在运行时具有比传统的径向倾斜区段轴承更低的温度。冷却系统具 备的特征是，能够尽可能直接地并且针对倾斜区段的径向靠内的支承面提供新鲜的（相对 较冷的）冷却剂，并且将通过轴承而升温的冷却剂尽可能直接地在升温以后再次从轴承中 导走。
[0032] 优选地可以通过以下方式完成倾斜区段的冷却，S卩，在两个倾斜区段之间设计用 于将冷却剂或润滑剂输送给由相应的倾斜区段和转轴构成的间隙的供油条。在此，供油条 在间隙的区域内注入，其中，它的注入面朝向倾斜区段的棱边，特别是朝向在转轴的旋转方 向上看首先被转轴扫过的进口边。
[0033] 在此可以设计多个供油条，它们分布在径向轴承周向上，使得分别在两个相邻的 倾斜区段之间布置了一个这种供油条。
[0034] 此外，所述至少一个供油条朝向转轴的旋转轴或轴承轴线的径向线倾斜。
[0035] 优选地，在至少一个倾斜区段的进口边的范围内设计了用于将从供油条溢出的油 输送至由转轴和倾斜区段构成的间隙。在此，供油条包含多个油通道。因此，供油条或油通 道的注入口能够被注入口的纵轴方向上的留空部部分地或完全地重叠。因此，倾斜区段的 留空部的纵轴与供油条的纵轴共轴地或平行地延伸。留空部和注入口的面也可以设计为覆 盖范围相同。这些留空部可以实现为特别是对称的凹槽。留空部的纵轴或对称轴也可以与 径向线重合，或者与之平行延伸。作为附加或者作为代替，对于供油条的油通道来说也可以 是这种情况。
[0036] 根据另一种实施方式，径向轴承包括用于拦截来自相应的倾斜区段和转轴构成的 间隙的相对较热的夹带油的第一油封，其中，第一油封布置在两个倾斜区段之间，并且利用 它的自由端部从径向以外伸入间隙的区域内。于是，第一油封拦截住大部分热的、从间隙中 溢出的油。
[0037] 径向轴承也可以包括另一个用于将相对较冷的新鲜油导向由相应的倾斜区段和 转轴构成的间隙的油封，其中，该另一个油封布置在两个倾斜区段之间，并且利用它的自由 端部从径向以外伸入壳体和倾斜区段之间的中间区域内。
[0038] 优选地，油封中的至少一个的自由的、径向靠内的端部位于其直接临界的倾斜区 段的径向靠内的支承面上或者位于其径向以外。在此，特别是其中一个油封的自由端部可 以在转轴的周向方向上与另一个油封的自由端部间隔开，并且特别是在转轴的旋转方向上 看布置在另一个油封的自由端部前方。
[0039] 在此，根据另一种实施方式，这一个和另一个油封相互之间在轴向上间隔开的情 况下分别布置在同一个供油条上。
[0040] 优选地，油封中的至少一个的径向靠内的端部可以位于径向靠内的支承面上或者 位于其径向以外，其中，这些油封优选地固定在供油条上，特别是形状配合、力配合或者材 料配合地固定在其径向靠内的端部上，或者与供油条或者与壳体形成一个整体。

【专利附图】

【附图说明】
[0041] 其他的特征从以下说明中得出。其中示出了以下细节：
[0042] 图1用等轴示图示出了径向倾斜区段轴承。
[0043] 图2用朝向端侧的俯视图示出了根据图1所示的轴承。
[0044] 图3用侧视图示出了根据图1所示的轴承。
[0045] 图4是穿过根据图1所示的轴承的轴向剖面图A-A。
[0046] 图5是穿过根据图1所示的轴承的径向剖面图B-B。
[0047] 图6用放大的比例示出了供油条的细节。
[0048] 图7用放大示图示出了具有压块的倾斜区段。
[0049] 图8用空间示图示出了径向靠外的支承面以及承托面的弧线。
[0050] 图9用空间示图象征性地示出了径向靠外的支承面以及承托面的弧半径延伸。

【具体实施方式】
[0051] 径向轴承包括带有穿孔的壳体1。也可以说，该壳体1由圆柱形的套筒构成。在所 示情况下，它由两个半壳构成。见图1和2。也可以是多个分壳。
[0052] 最主要的元件可以从图4和7至9中看出。在这里首先可以说出倾斜区段2。后 者围绕着轴承轴线11a成组地布置。在所示情况下是四个倾斜区段。但也可以更多或更少。
[0053] 正如能够特别好地从图7中看出的那样，每个倾斜区段2具有径向靠内的支承面 2. 1和径向靠外的支承面2. 2。径向靠外的支承面2. 2由壳体1上的承托面3. 1承托。径 向靠外的支承面2. 2以及承托面3. 1相互对置布置。承托面3. 1在这里由压块3构成，使 得每个倾斜区段2都由一个压块3优选地直接承托住。
[0054] 压块1在所示情况下进入了壳体1中。然而它也可以以其他的方式固定在壳体1 上，或者与壳体1形成一个整体。
[0055] 此外，图1至3能够看出壳体1的侧盖1. 1。侧盖1. 1承托着进入了倾斜区段2的 倾斜区段保持销2. 3。在不运行时、装配时和运输径向轴承时，倾斜区段保持销2. 3负责让 倾斜区段2不会从轴承中掉落出去，却能够在加工到侧盖1. 1中的径向的和切线方向上的 间隙的范围内运动。因此，倾斜区段保持销2. 3能够在径向轴承不运行时主要在朝向轴承 轴线11a的径向及切线方向上形状配合地与侧盖1. 1连接。当倾斜区段在运行时发生空间 平衡运动时，倾斜区段保持销2. 3不会损害倾斜区段2。对于轴承的运行而言，倾斜区段保 持销2. 3不是必要的。
[0056] 类似地也可以考虑的是，让倾斜区段保持件2. 3与侧盖1. 1固定地连接，并且与倾 斜区段2中所属的穿孔有间隙。
[0057] 倾斜区段2的径向靠内的支承面2. 1用于支承在此未示出的转轴。后者被壳体1 所包围。径向靠内的支承面2.1的半径大于轴承座上的转轴的半径。但是也可以考虑径向 延伸。轴承相对于壳体1借助倾斜区段2在径向上被承托住。
[0058] 为了让径向轴承在运行时能够承受并平衡转轴的空间运动，每个倾斜区段2都能 够相对于壳体1运动地布置。其中，图8仅示出这两个面2. 2, 3. 1，也就是处于起始状态，在 这个状态下，转轴的旋转轴12a与轴承轴线11a重合。然而不必非得如此。两条轴线11a， 12a也可以相互平行地延伸。轴线13a垂直于轴承轴线11a延伸。
[0059] 图8和9的示图不是忠实于真实比例的，所以特别是仅表明了两个面2. 2, 3. 1的 弧半径的根据本发明的区别。
[0060] 正如图9中所示的那样，这些面2. 2, 3. 1中的第一个面，在这里就是径向靠外的支 承面2. 2,利用垂直于轴承轴线11a的第一断面12构成第一断面曲线S1。该第一断面曲线 凸起并且具有第一主弧半径R1。第二个面，这里是承托面3. 1，它利用垂直于轴承轴线11a 的断面12构成第二断面曲线S2,其相应地是凹陷的，并且具有第二主弧半径R2。相反地， 承托面3. 1的断面曲线S2可以相应地是凸起的，并且径向靠外的支承面2. 2的断面曲线S1 可以相应地是凹陷的（未示出）。
[0061] 除了主弧以外，面2. 2, 3. 1中的至少一个还具有次弧。因此，正如在图9中所示的 那样，径向靠外的支承面2. 2利用垂直于轴承轴线11a的第二断面13构成第三断面曲线 S3。断面曲线S3是凸起的，并且具有第一次弧半径R3。相应地，承托面3.1利用第二断面 13构成第四断面曲线S4,它是凹陷的并且具有第二次弧半径R4。作为代替，承托面3. 1也 可以不具有次弧（未示出），并且因此具有第二次弧半径R4,其有限延伸。
[0062] 因此，这些面2. 2, 3. 1被两个相互垂直延伸的断面12和13所截断，其中，断面12 垂直于轴承轴线11a，并且断面13又平行于轴承轴线11a，并且在所示情况下穿过轴承轴线 11a延伸。各个面的断面曲线因为相交而形成交点。如果相对置的面2. 2, 3. 1的两个交点 相互接触，那么下面就将其称为碰触点S。
[0063] 正如开头所述的那样，两条在图8和9中所示的并且相互垂直延伸的轴线11a和 12a也可以称为倾斜区段2的倾斜轴。
[0064] 断面13延伸穿过轴承轴线11a和碰触点S。断面12垂直于断面13穿过碰触点S 和轴线13a延伸。
[0065] 倾斜区段2可以相互独立地平衡转轴的两种运动，即主运动和从运动。主运动描 述的是当径向靠外的支承面2. 2的第一主弧半径R1在承托面3. 1的第二主弧半径R2上滚 动时，转轴在旋转轴12a与轴承轴线11a平行的情况下在径向上的运动。
[0066] 从运动描述的是当径向靠外的支承面2. 2的第一次弧半径R3在承托面3. 1的第 二次弧半径R4上滚动时，转轴因为转轴轴线12a向轴承轴线11a倾斜产生的运动，同时，这 两条轴线保留在断面13中。倾斜轴在这里是轴线13a。
[0067] 通过两种运动相互独立地重叠，所以使得每个倾斜区段2都可以平衡预定范围内 的任何转轴运动。
[0068] 在投映出了主运动的滚动半径的断面12中，径向靠外的支承面2. 2的断面曲线S1 示例性地总是凸起地延伸，承托面3. 1的断面曲线S2示例性地总是凹陷地延伸。在此，第 一主弧半径R1的绝对值总是小于第二主弧半径R2的绝对值。
[0069] 在图9中，投映了从运动的滚动半径的断面13中的断面曲线S3和S4对于径向靠 外的支承面2. 2示例性地具有凸起的延伸，对于承托面3. 1示例性地具有凹陷的延伸。在 此，第三次弧半径R3的绝对值总是小于第四次弧半径R4的绝对值。
[0070] 无论在图中所示的实施方式如何，就次弧的构造方式而言可以考虑两个面2. 2， 3.1的不同的组合方式。
[0071] 对于从运动，在断面13中也可以考虑让径向靠外的支承面2. 2和承托面3. 1具有 以下的线性轮廓：
[0072] 断面13中的断面曲线 支承面2.2 (R3)承托面3.1 (R4)半径比较关系 情况1 凸起 凹陷 丨R3丨 < 丨R4 (图8和9) 情况2 凸起 平坦 情况3 凹陷 凸起 丨R3丨 > 丨R4 Γ) 情况4 平坦 凸起
[0073] #) 1 R 1等于R的绝对值
[0074] 断面曲线的在第一断面12中的弧形延伸（主运动），在这里也称为主弧半径，以及 断面曲线的在第二断面13中的弧形延伸（从运动），在这里也称为次弧半径，都变化并且不 必是恒定的。正如在图9中所示的那样，例如在这里弧形凸起的支承面2. 2的第一次弧半 径R3的绝对值可能随着与交点/碰触点S的间距越来越大而减小。作为代替或者作为附 力口，在这里示为凹陷的承托面3. 1的次弧半径R4的绝对值也可以随着与交点/碰触点S的 间距越来越大而增大。
[0075] 对于主弧半径来说也是如此：
[0076] 在这里弧形凸起的支承面2. 2的第一主弧半径R1的绝对值例如可以随着与交点/ 碰触点S(见图9)的间距越来越大而减小。作为代替或者作为附加，在这里示为凹陷的承 托面3. 1的第二主弧半径R2的绝对值也可以随着与交点/碰触点S的间距越来越大而增 大。
[0077] 通过在此描述的变化方案，S卩，弧半径沿着断面12和13中的断面曲线S1-S4的线 性轮廓延伸，在倾斜区段2通过接近点接触而同时运动时实现轴承理想的高径向硬度。
[0078] 在倾斜区段轴承运行时，基于自调节的轴承力平衡使得倾斜区段2在周向方向上 相对于轴承轴线11a自动地定位，并且同时避免了径向轴承中的转轴倾斜（Verkanten)。
[0079] 倾斜区段2在轴向上的运动自由度受到了侧盖1. 1(图1-3)的局限，这个侧盖也 可以设计分成几个部分。为了让倾斜区段2和侧盖1. 1之间的摩擦在保证倾斜区段2的运 动自由度的情况下仍然很小，可以在侧盖和倾斜区段2之间的倾斜区段保持销2. 3上安装 薄盘。
[0080] 为了进一步增加径向轴承的径向硬度，与迄今在图中所示的实施方式无关地，压 块3的材料具有的弹性模数应该大于钢的弹性模数。要追求大于200GPa的值，例如250GPa 或更大。例如考虑使用工业陶瓷（technische Keramik)作为材料。通过使用压块3使得 在陶瓷材料的基础上制造带有组件的径向轴承更加轻松。压块3和/或倾斜区段2完全地 或者部分地被考虑用工业陶瓷制作。工业陶瓷具有导热性良好的优点。这就使得在润滑剂 中消散的能量被迅速地导走，并且因此使得最大轴承温度显著下降。工业陶瓷相对于迄今 使用的倾斜区段材料的另一个优点是热膨胀系数明显更小。因此降低了因为非静态的热变 形和因此形成的高轴承温度（温度过冲）而使得轴承间隙过渡减小的危险，这特别是在涡 轮传动装置启动时或者在非静态运行时可能导致设备关闭。
[0081] 用于根据本发明的径向轴承的润滑剂或冷却剂通常是油。但是也可以使用另一种 润滑剂或冷却剂，例如水。例如在本说明书中使用油作为润滑剂或冷却剂。
[0082] 特别是图2,4,5和6示出了根据本发明的供油系统。
[0083] 为了给每个由相应的倾斜区段2和未示出的转轴构成的间隙供油，壳体具有至少 一个，在这里是两个环形槽4。见图5。环形槽优选地基本上在壳体1的周向方向上延伸， 并且沿着轴承轴线11a看基本上位于径向轴承的中心以外。正如所示的那样，环形槽4也 可以与轴承中心对称地布置在壳体1的外直径上具有最大相对间距的位置上。此外还设计 了供油条5。见图1，4和6。供油条5通过油通道6与环形槽4处于通导连接状态。
[0084] 供油条5和油通道6 -样相对于径向射线（Radialstrahl)倾斜-见图6中的倾 角α。也可以说，油通道6的纵轴在轴垂直的剖面中穿过轴承轴线11a根据割线的类型在 由转轴的外壳面界定的圆上延伸。在此，角α是供油方向和倾斜区段与转轴的接触面上穿 过进入边的切面之间的角。进入边是指倾斜区段的那个在转轴的旋转方向上首先被转轴扫 过的棱边。作为转出边是指同一个倾斜区段2的在转轴的旋转方向上位于进入边后方的那 条棱边。角α大于90°。通过这样的倾斜确保了油特别有效地喷入间隙。每个供油条5 具有用于旋拧入在此未示出的计量螺丝的螺旋孔5. 1。后者可以根据喷嘴的形式得以实现。 通过使用这种带有预定的注入面的计量螺丝能够让油量适应运行参数。每个倾斜区段2的 进入边上的留空部7都能提升供油的效率。其中，为每个计量螺丝分配了一个留空部7。留 空部7和计量螺丝在油通道6的纵轴方向上相互重叠。
[0085] 为了减少热夹带油，供油条5具有弹性的夹带油封8,该热夹带油越过转出边从转 轴和倾斜区段之间的润滑间隙朝着在转轴的旋转方向上位于后方的倾斜区段2的进入边 流动。为了减少从区段背面溢入进油区域的热油，设计了第二弹性油封9。
[0086] 在两个倾斜区段2之间，也就是这一个倾斜区段的转出边和另一个倾斜区段的进 入边之间布置夹带油封8,并且利用其自由端部从径向以外伸入间隙的区域内，由此夹带油 封就能够明显减少热夹带油与通过供油条5输送的冷新鲜油的混合现象，并且因此能够特 别好地分开这两种油流。
[0087] 油封9还用于将相对较冷的新鲜油输送到倾斜区段和转轴之间构成的间隙中。这 个油封9也可以布置在两个倾斜区段2之间，并且利用其自由端部从径向以外伸入壳体1 和倾斜区段2之间的中间区域内。
[0088] 优选地，这一个和/或另一个油封8,9的自由端部基本上布置在倾斜区段的径向 靠内的面2. 1的径向外部。在此，这一个油封8的自由端部可以在周向方向上与另一个油 封9的自由端部间隔开地布置，并且在转轴的旋转方向上看，是布置在另一个油封9的自由 端部的前方，正如在图6中所示的那样。供油条5以及这一个和/或另一个油封8,9可以 沿着倾斜区段2的整个纵长在轴承轴线11a的方向上延伸。然而并不是非得如此。两个油 封8,9中的一个或者两个也可以固定在供油条5上，特别是其径向靠内的端部上，或者与之 形成一个整体。这个供油条5也可以与壳体1构成一个整体。沿着供油条5可以设计多个 相互间隔的计量螺丝，它们与油通道6引导流体地连接。
[0089] 在油封8上转向的、相对较热的夹带油可以通过设置在壳体1和/或侧盖1. 1中 的出油槽10从轴承中被导走。每个倾斜区段2或每个供油条5分别可以设计一个这样的 出油槽10,它们分布在轴承轴线11a的周向上。当然也可以考虑不同与此的数量。供油条 5和/或这一个油封8在此可以界定出油槽10。后者从转轴的旋转方向上看布置在出油槽 10的后方。也可以说，出油槽10朝向倾斜区段2的转出边，从而截住越过转出边从间隙流 出的、相对较热的夹带油5。
[0090] 可以如下地总结本发明的优点：
[0091] 基于倾斜区段的空间平衡运动避免了轴承中转轴倾斜，并且提高了负载能力，并 且降低了出现的最大温度。倾斜区段的背侧在轴向上的特殊的球形构造，以及凸起的倾斜 区段几何外形，结合用来制作压块和/或倾斜区段的工业陶瓷材料，使得径向硬度特别高。 这是用于改良轴承结构的转子动力属性的基础。因为要使用的工业陶瓷具有很好的导热能 力，因此也提供了降低最大轴承温度的基础。工业陶瓷相对于迄今的倾斜区段材料的另一 个优点是热膨胀系数明显更小。借此能够明显降低轴承间隙因为非静态运行时温度过冲而 减小的危险。
[0092] 带有用于引导润滑剂和冷却剂的油封8,9的供油条5的布置方式与环形槽4与出 油槽10的布置方式相结合，使得能够进一步降低倾斜区段在径向轴承运行时的平均温度。 将环形槽4布置在轴向的轴承中心以外的壳体周向上，使得能够进行直接的力传递，并且 因此能够提升倾斜区段支撑能力。
[0093] 参考标号表
[0094] 1 壳体
[0095] 1. 1 侧盖
[0096] 2 倾斜区段
[0097] 2.1径向靠内的支承面
[0098] 2. 2径向靠外的支承面
[0099] 2. 3倾斜区段保持销
[0100] 3 压块
[0101] 3. 1承托面
[0102] 3.2中心线
[0103] 4 环形槽
[0104] 5 供油条
[0105] 5· 1螺纹孔
[0106] 6 油通道
[0107] 7 留空部
[0108] 8 油封
[0109] 9 油封
[0110] 10 出油槽
[0111] 11a轴承轴线
[0112] 12a转轴的旋转轴线
[0113] 13a垂直于轴承轴线11a的轴线
[0114] 12,13 断面
[0115] R1横向于轴承轴线的径向靠外的支承面2. 2的弧半径
[0116] R2横向于轴承轴线的承托面3. 1的弧半径
[0117] R3垂直朝向轴承轴线的径向靠外的轴承面2. 2的弧半径
[0118] R4垂直于轴承轴线的承托面3. 1的弧半径
[0119] S 交点
[0120] S1，S2平面12内的断面曲线
[0121] S3, S4平面13内的断面曲线
【权利要求】
1. 一种径向轴承，包括： 1. 1 壳体（1); 1. 2沿着轴承轴线（11)延伸的壳体穿孔； 1.3多个倾斜区段（2)，所述倾斜区段围绕所述轴承轴线（11)布置用于支承转轴，并 且，所述倾斜区段分别具有径向靠外的支承面（2. 2)，所述倾斜区段（2)利用所述支承面支 撑在所述壳体（1)上的承托面（3. 1)上； 1. 4每个所述倾斜区段（2)的径向靠外的所述承托面（2. 2)和所述承托面（3. 1)相互 对置地布置； 1. 5每个所述倾斜区段（2)相对于所述壳体（1)能运动地布置； 其特征在于以下特点： 1.6所述面（2. 2, 3. 1)的第一个面（2.2)利用垂直于所述轴承轴线（11)的第一断面 (12)构成了第一断面曲线（S1);所述第一断面曲线（S1)是弧形凸起的，并且具有第一主弧 半径（R1)，以及 1.7第二个面（3.1)利用垂直于所述轴承轴线（11)的断面（12)构成第二断面曲线 (S2);所述第二断面曲线（S2)相应地弧形凹陷，并且具有第二主弧半径（R2)，其中，所述第 一个面（2. 2)的所述第一主弧半径（R1)的绝对值小于所述第二个面（3. 1)的所述第二主 弧半径（R2)的绝对值，并且 1.8所述第一个面（2.2)利用平行于所述轴承轴线（11)的第二断面（13)构成第三断 面曲线（S3);所述第三断面曲线（S3)是弧形凸起的，并且具有第一次弧半径（R3)，以及 1.9所述第二个面（3. 1)利用平行于所述轴承轴线（11)的所述第二断面（13)构成第 四断面曲线（S4);所述第四断面曲线（S4)相应地弧形凹陷或者不是弧形的，并且具有第二 次弧半径（R4)，或者相应地没有弧度；其中 1. 10两个所述次弧半径（R3, R4)相互不同。
2. 根据权利要求1所述的径向轴承，其特征在于，两个所述面（2. 2,3. 1)中的至少一个 面的所述主弧半径（Rl，R2)和/或所述次弧半径（R3, R4)变化。
3. 根据权利要求2所述的径向轴承，其特征在于，所述第二个面（3.1)的所述主弧半 径（Rl，R2)和/或所述次弧半径（R3, R4)随着与两个所述断面（12,13)和所述第二个面 (3. 1)构成的交点的间距越来越大而减小。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的径向轴承，其特征在于，所述第二个面（3. 1)的 在垂直于所述轴承轴线（11a)的所述断面（12)中的碰触点上的所述第二主弧半径（R2)小 于所述轴承轴线（11a)和所述碰触点之间的间距。
5. 根据权利要求1至4中任一项所述的径向轴承，其特征在于，所述倾斜区段（2)通 过如下地定位在周向方向上，即，使得径向靠内的支承面（2.1)上的所形成的流体动力与 所述径向靠外的支承面（2.2)上的反应力平衡，所述反应力仅在所述径向靠外的支承面 (2. 2)和所述承托面（3. 1)之间的点状的接触部位上形成。
6. 根据权利要求1至5中任一项所述的径向轴承，其特征在于，所述承托面（3. 1)布置 在一个压块（3)上，所述压块固定在所述壳体（1)处，特别是放入所述壳体中，或者与所述 壳体（1)构成一个整体。
7. 根据权利要求1至6中任一项所述的径向轴承，其特征在于，所述倾斜区段⑵和/ 或所述压块（3)的材料的弹性模数大于200GPa，特别是250GPa或更大。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的径向轴承，其特征在于， 8. 1所述径向轴承的润滑剂和冷却剂供给通过至少一个环形槽（4)实现，所述环形槽 基本上在所述壳体（1)内的周向方向上延伸，并且在轴向上基本上不位于轴承中心，并且 8. 2所述倾斜区段（2)的所述润滑剂和冷却剂供给是通过所述壳体（1)内至少一个基 本上在径向上延伸的、能通往所述环形槽（4)的穿孔实现的。
9. 根据权利要求1至8中任一项所述的径向轴承，其特征在于，所述径向轴承包括用于 拦截来自相应的所述倾斜区段（2)和所述转轴构成的间隙的相对较热的夹带油的第一油 封（8)，其中，所述第一油封（8)布置在两个所述倾斜区段（2)之间，并且利用所述第一油封 的自由端部从径向以外伸入所述间隙的区域内。
10. 根据权利要求1至9中任一项所述的径向轴承，其特征在于，所述径向轴承包括用 于将相对较冷的新鲜油导向由相应的所述倾斜区段（2)和所述轴承构成的间隙的另一个 油封（9)，其中，所述另一个油封（9)布置在两个所述倾斜区段（2)之间，并且利用所述另一 个油封的自由端部从径向以外伸入所述壳体（1)和所述倾斜区段（2)之间的中间区域。
11. 根据权利要求1至10中任一项所述的径向轴承，其特征在于， 11. 1在两个所述倾斜区段（2)之间布置了用于将冷却剂或润滑剂输送至由相应的所 述倾斜区段（2)和所述转轴构成的间隙的供油条（5);其中 11. 2所述供油条（5)在所述间隙的区域内注入，并且所述供油条的注入面朝向所述 倾斜区段（2)的一条棱边，特别是在所述转轴的旋转方向上看首先被所述转轴扫过的进入 边。
12. 根据权利要求1至11中任一项所述的径向轴承，其特征在于，设置有至少一个保 持元件（2. 3)，使得所述倾斜区段（2)在运输或装配期间不会从所述壳体（1)中向外掉落出 去。
13. 根据权利要求1至12中任一项所述的径向轴承，其特征在于，分别在轴向的壳体表 面上安装了侧盖（1. 1)，所述侧盖能设计分成几个部分，并且针对每个所述倾斜区段（2)能 具有至少一个出油槽（10)。
14. 根据权利要求11至13中任一项所述的径向轴承，其特征在于，所述倾斜区段（2) 中的至少一个在所述进入边的区域内具有用于将从所述供油条（5)中溢出的油输送到所 述间隙内的留空部（7)。
15. 根据权利要求14所述的径向轴承，其特征在于，所述供油条（5)具有多个注入口， 所述多个注入口与所述注入口的纵轴方向上的所述留空部（7)相互重叠。
16. 根据权利要求9至15中任一项所述的径向轴承，其特征在于，所述油封（8,9)中的 至少一个相对于所述轴承轴线（11)的径向线倾斜。
17. 根据权利要求9至16中任一项所述的径向轴承，其特征在于，所述油封（8,9)中的 至少一个的径向靠内的端部位于径向靠内的所述支承面（2.1)上或者径向外部，其中，特 别是所述油封（8,9)布置在所述供油条（5)上，或者与所述供油条或者与所述壳体（1)构 成一个整体。
【文档编号】F16C17/03GK104114883SQ201380009267
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2013年1月29日 优先权日:2012年2月14日
【发明者】拉尔夫·鲁道夫, 安德烈亚斯·福奇斯, 克劳斯-彼得·施珀尔 申请人:沃依特专利有限责任公司