可倾瓦轴承的制作方法

1.本发明涉及一种可倾瓦轴承，其具有可倾瓦块，这些可倾瓦块借助框架状弹簧装置可倾翻地定位并保持在壳体本体中，以便在可倾瓦轴承运行时在可倾瓦块与绕着旋转轴线可旋转地支承的转子体之间产生收敛的轴承间隙。


背景技术：

2.由德国公开文献de 10 2016 216 395 a1已知一种可倾瓦轴承，其具有：一个套筒、多个可倾瓦块和一个框架，所述可倾瓦块接收在该框架中，其中，在套筒的内侧和配属的可倾瓦块之间分别设置有弹簧元件，其中，弹簧元件与框架连接或作为单独的构件布置在套筒的内侧和框架之间。其中，框架具有至少一个保持区段，用于将配属的可倾瓦块保持在框架中，其中，各可倾瓦块如此通过至少一个保持区段保持在框架中，使得可倾瓦块在径向方向上和优选附加地在圆周方向上具有间隙，以便允许可倾瓦块在圆周方向上的倾翻。


技术实现要素：

3.本发明的任务是功能上和/或制造技术上改进可倾瓦轴承，其中，该可倾瓦轴承具有可倾瓦块，这些可倾瓦块借助框架状弹簧装置可倾翻地定位和保持在壳体本体中，以便在可倾瓦轴承运行时在可倾瓦块与绕着旋转轴线可旋转地支承的转子体之间产生收敛的轴承间隙。
4.该任务在具有可倾瓦块的可倾瓦轴承中通过滚动体来解决，其中，所述可倾瓦块借助框架状弹簧装置可倾翻地定位并保持在壳体本体中，以便在可倾瓦轴承运行时在可倾瓦块与绕着旋转轴线可旋转地支承的转子体之间产生收敛的轴承间隙，其中，所述转子体布置在壳体本体和可倾瓦块之间。转子体例如是一个轴的轴段。在许多技术领域中，必须支承快速旋转的轴。例如，在涡轮压缩机中需要这样的轴，如该轴尤其用于压缩用于增压式内燃机或燃料电池系统的空气。在此，通常在轴上、在轴内或在轴处安装有其它构件，例如涡轮机叶轮、压缩机叶轮或用于电驱动器的磁铁。这些构件同样以非常高的速度旋转。轴可以一件式或多件式地实施。轴优选地通过多个轴承单元支承，例如两个径向轴承和一个轴向轴承。在运行中，当力和力矩作用到轴上时，轴承单元能够以尽可能小的损失旋转。有利地使用气体润滑的轴承用于支承，因为这些气体润滑的轴承在非常高的转速下具有非常低的摩擦和从而仅很小的轴承损失。此外，在气体润滑的轴承中取消油润滑或脂润滑。这在燃料电池应用中特别有利，因为在这里输送的压缩机空气必须是不含油的，以便不损坏燃料电池堆。可倾瓦轴承有利地包括至少三个可倾瓦块。特别优选地，可倾瓦轴承正好包括三个可倾瓦块。要求保护的可倾瓦轴承优选地是一个径向轴承。可倾瓦块通过弹簧装置相对彼此如此定位和保持，使得其能够实施在可倾瓦轴承运行时出现的倾翻运动。可倾瓦块能够绕着一个所谓的支点或者说枢轴或倾翻轴线倾翻。滚动体有利地用于能够实现可倾瓦块的倾翻运动。通过滚动体将可倾瓦块径向上点状或线性地支撑在径向轴承中。滚动体特别有利地是用于滚动轴承的标准化构件，如滚珠、滚子或滚针。这些标准化的滚动体能够成本低地
购得。
5.可倾瓦轴承的一个优选实施例的特点是，滚动体实施为滚子。滚子优选地具有基本上直圆柱体的构型，其圆柱体轴线平行于转子体的旋转轴线布置。每个可倾瓦块都有利地配有至少一个滚动体。通过滚子可以在可倾瓦轴承的运行中以简单的方式实现可倾瓦块的限定的倾翻运动。
6.可倾瓦轴承的另一优选实施例的特点是，滚动体实施为球。每个可倾瓦块都可以配有多个球。然后，这些球有利地平行于转子体的旋转轴线布置。根据一个优选实施例，每个可倾瓦块正好配有一个实施为球的滚动体。此外，这提供以下优点，即配属的可倾瓦块不但可以绕着平行于转子体旋转轴线的轴线(也被称为轴的轴线)倾翻，而且可以绕着与其正交的轴线倾翻。因此可以补偿转子体或轴或壳体本体的壳体孔的不希望，但实际上很难避免的角度错位。在该实施例中，可倾瓦块可以有利地根据旋转轴线或轴的轴线定向。
7.可倾瓦轴承的另一优选实施例的特点是具有一个保持架，该保持架用于将滚动体保持在壳体本体与可倾瓦块之间的位置中。根据一个实施例，保持架仅用于将滚动体保持在壳体本体与可倾瓦块之间的位置中。这提供如下优点，即保持架可以相对简单地实施并且因此能够成本低地制造。通过保持架能够实现滚动体的预装配。保持架例如包括至少一个环形体。该环形体对于每个滚动体仅需要分别具有一个通孔，用于接收滚动体。根据实施方式，弹簧装置也配备有相应的通孔。通孔一方面用于定位滚动体。此外，通孔能够实现滚动体与转子体接触以及与壳体本体接触。在另一实施例中，也可以仅利用弹簧装置用于定位滚动体。然后可以取消保持架。
8.可倾瓦轴承的另一优选实施例的特点是，保持架具有通孔，滚动体以带有间隙的方式接收在所述通孔中，使得滚动体在通孔外不但与壳体本体具有滚动接触而且与各可倾瓦块具有滚动接触。根据实施方式，弹簧装置或弹簧装置的至少一部分仍然径向地布置在保持架与转子体之间或保持架与壳体本体之间。然后，弹簧装置在相应的位置处有利地配备有一个通孔，该通孔与保持架中相应的通孔同轴。借助保持架可以将滚动体以简单的方式在转子体与壳体本体之间稳定地保持在其所希望的位置中。
9.可倾瓦轴承的另一优选实施例的特点是，保持架包括至少一个简单的环形体。环形体的构型例如是具有矩形的环横截面的圆环。由此简化了环形体的制造。环形体中的通孔的构型有利地基本上匹配于滚动体的构型。保持架也可以包括两个环形体。根据实施方式，环形体也可以通过接片相互连接。
10.可倾瓦轴承的另一优选实施例的特点是，可倾瓦块分别配有一个弹簧元件，以便将配属的可倾瓦块可倾翻地定位并保持在壳体本体中。在该实施例中，弹簧装置有利地对于每个可倾瓦块包括正好一个弹簧元件。由此简化了弹簧装置的制造。弹簧元件在其圆周方向上相对的两端处有利地分别包括一个保持区段，借助该保持区段，各弹簧元件与所配属的可倾瓦块接合。根据另一实施例或另一特征，保持架，无论在仅具有一个环形体的一件式实施方式中，还是在具有两个环形体的两件式实施方式中，都有利地用于将弹簧元件至少在轴向方向上定位在可倾瓦轴承中。
11.可倾瓦轴承的另一优选实施例的特点是，弹簧元件将所属的可倾瓦块在其圆周方向上相对的端部处接合。为此目的，弹簧元件在其圆周方向上相对的两端处可以分别具有正好一个保持区段。然而，弹簧元件也可以在其相对的端部处配备多个固定区段。由此在实
现弹簧装置和/或保持架方面产生更多的设计自由度。
12.可倾瓦轴承的另一优选实施例的特点是，弹簧元件包括至少一个向内抵着所配属的可倾瓦块预紧的弹簧片。该弹簧片有利地穿过为此目的设置在保持架中的通孔延伸。替代地或附加地，弹簧元件可以有一个附加的弹簧片，其抵着壳体本体预紧。具有弹簧片的弹簧元件固定和定位可倾瓦块，并且借助弹簧片有利地预紧所述可倾瓦块，使得在转子体不旋转时，可倾瓦块在一侧压抵着转子体。
13.本发明还涉及用于上述可倾瓦轴承的保持架、可倾瓦块、弹簧元件、壳体本体和/或滚动体。所提到的零件是可以单独购买的。
附图说明
14.由下面的附图说明得出本发明的另外的优点、特征和细节。在说明书中参照附图详细地说明不同的实施例。
15.图1：具有三个可倾瓦块的可倾瓦轴承的立体视图，这些可倾瓦块分别配有两个球形的滚动体；
16.图2：类似于图1的示图，其中，每个可倾瓦块配有一个球形的滚动体；
17.图3：类似于图2的示图，其中，每个可倾瓦块配有一个滚子形的滚动体；
18.图4：类似于图3的具有保持架的示图，其中，保持架仅包括一个环形体。
19.图5：图4的可倾瓦轴承，其具有一个半剖开示出的壳体本体；和
20.图6：板材条的立体视图，该板材条可以有利地用于制造如图5所示的用于可倾瓦轴承的滚动体的保持架。
具体实施例
21.在图1至5中示意性地并以立体视图示出在不同实施例中的可倾瓦轴承10。在图1至5中使用相同的附图标记用于标记相同或相似的零件。首先，讨论各个实施例的共同特征。然后阐述各个实施例之间的差异。
22.可倾瓦轴承10实施为具有三个可倾瓦块1、2、3的径向轴承。转子体4在径向上绕着旋转轴线可旋转地支承在可倾瓦块1、2、3内。转子体4例如是一个轴或一个具有轴的轴段。
23.可倾瓦块1、2、3可以借助滚动体6、7、20、24、44分别绕着一个支点或者说倾斜轴线或支点轴线倾翻。在图1中，每个可倾瓦块1至3配有两个滚动体6、7，这些滚动体实施为球。在图2至5中，每个可倾瓦块1至3正好配有一个滚动体20；24；44。滚动体20实施为球。滚动体24；44实施为滚子。
24.可倾瓦块1至3通过弹簧装置8相对彼此并且相对于转子体4定位和保持在壳体本体(图5中的5)内。弹簧装置8与保持架9相结合。
25.在图1中，保持架9包括两个环形体11、12。弹簧装置8包括三个弹簧元件13、14、15。每个弹簧元件13、14、15正好配有一个可倾瓦块1、2、3。
26.弹簧元件13、14、15沿轴向方向布置在两个环形体11、12之间。弹簧元件13、14、15和可倾瓦块1、2、3以及环形体11、12分别相同地实施。此外，上述单个零件结构设计上简单地构造并且因此能够成本低地制造。
27.弹簧元件13在其圆周方向上相对的端部处分别包括一个保持区段16、17。借助所
述保持区段16、17，弹簧元件13与配属的可倾瓦块1接合。在轴向方向上，弹簧元件13定位在两个环形体11、12之间。此外，弹簧元件13具有一个弹簧片18，该弹簧片径向上向外抵着壳体本体(图5中的5)预紧。
28.环形体11、12分别包括一个通孔19，用于接收实施为球的滚动体6、7。球6带有间隙地接收在通孔19中，该通孔例如实施为长形孔。
29.所示的可倾瓦块1至3具有内径和外径。与所示的不同，可倾瓦块1至3也可以采取几乎任意形状。可倾瓦块1至3，如果例如实施为环形段，则可以通过分割一个环而成本低地制造。
30.在图2中，每个可倾瓦块1至3配有实施为球的滚动体20。配属于可倾瓦块1的弹簧元件23包括一个通孔22，球20带有间隙地接收在该通孔中。通孔22圆形地实施。此外，弹簧元件23具有一个弹簧片21，在图2中，该弹簧片在径向上向内抵着转子体4预紧。
31.保持架9包括两个环形体31、32，在图2和图3所示的实施例中，所述环形体仅用于在轴向方向上定位弹簧元件23；27。与图1中的环形体11、12相比，环形体31、32没有配备用于滚动体的通孔(图1中的19)。
32.在图3中，实施为滚子的滚动体24布置在弹簧元件27的通孔26中，该弹簧元件配属于可倾瓦块1。如在图2所示的实施例中，弹簧片25径向上向内抵着转子体4预紧。弹簧片25在滚动体24附近的布置还提供以下优点，即滚动体24被有利地用于弹簧装置8和保持架9的定向或定位。
33.在图4和图5所示的实施例中，保持架9仅包括一个环形体45，环形体45在轴向方向上关于可倾瓦轴承10居中地布置。与之前的实施例相比，弹簧元件43在每个圆周端部上配备有两个保持区段41、42。借助保持区段41、42，弹簧元件43在其在图1中可看到的圆周端部上接合可倾瓦块1。保持区段41、42轴向上与布置在它们之间的环形体45相邻地布置。
34.图5示出图4的可倾瓦轴承10与半剖开地示出的壳体本体5的立体视图。壳体本体5包括一个壳体孔48，可倾瓦轴承10接收在该壳体孔中。定位片46从弹簧元件43径向向外地弯成角度。
35.定位片46嵌入到为此目的设置在壳体本体5中的通孔47中。与定位片46相邻地，弹簧元件43包括一个未示出的用于滚动体44的通孔。相应的通孔设置在径向地布置在可倾瓦块1和弹簧元件43之间的、用于滚动体44的环形体45中。
36.定位片46用于表示在壳体本体5的壳体孔48中的防扭转。与所示的不同，定位片46也可以嵌入到壳体本体5中的相应凹槽或凹部中。
37.在图6中示出环形体(图5中的45)如何以简单的方式由板材条57成本低地制造。板材条57包括通孔51至53和54至56，这些通孔例如可以通过冲压制造在板材条57中。通孔51至53分别用于接收一个滚动体(图5中的44)。
38.通孔54至56用于引导穿过弹簧片，这些弹簧片从弹簧装置(图5中的8)的弹簧元件出发并且抵着转子体(图5中的4)预紧。具有通孔51至56的板材条57也可以视为在制造环形体(图5中的45)时的展开件50或中间产品。