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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lagerbuchse für eine Aufladevorrichtung und ein Lagergehäuse mit einer derartigen Lagerbuchse sowie eine Aufladevorrichtung mit einem derartigen Lagergehäuse.
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Hintergrund
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Immer mehr Fahrzeuge der neueren Generation werden mit Turboladern ausgestattet. Um die Anforderungsziele und gesetzlichen Auflagen zu Erreichen gilt es die Entwicklung im gesamten Antriebsstrang voranzutreiben und sowohl die einzelnen Komponenten als auch das System als Ganzes bezüglich ihrer Zuverlässigkeit und Effizienz zu optimieren.
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Bekannte Turbolader weisen ein Turbinengehäuse, ein Verdichtergehäuse und ein Lagergehäuse auf, das üblicherweise turbinenseitig mit dem Turbinengehäuse und verdichterseitig mit dem Verdichtergehäuse verbunden ist. Im Lagergehäuse ist eine die Welle gelagert, die das Turbinenrad und das Verdichterrad trägt. Die Welle, in Kombination mit dem Turbinenrad auch als Turbolader-Läufer bezeichnet, ist im Lagergehäuse radial und axial gelagert. Bei aktuellen Turboladern ist meist eine zentrale Radiallagerung mit einer Lagerhülse vorgesehen. Bestehende Lagerhülsen weisen zur Ölzuführung meist durchgängige Nuten auf, so dass an diese Stelle sehr viel Öl gefördert wird. Durch dies und die in diesem Bereich ungünstige Ablaufsituation erhöhen sich das Ölleckagerisiko und die Verlustleistung durch Ölpanschen. Ebenso wirkt sich jedes im Wellenverband befindliche Teil auf die Konturspalte in Verdichter und Turbine aus, was schlussfolgernd den Turbinen- und Verdichterwirkungsgrad beeinflusst.
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Ziel der vorliegenden Erfindung ist es eine Lagerbuchse für einen Turbolader bereitzustellen, die die Ölführung und -kontrolle verbessert.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lagerbuchse gemäß Anspruch 1, ein Lagergehäuse gemäß Anspruch 14 und eine Aufladevorrichtung gemäß Anspruch 15.
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Die erfindungsgemäße Lagerbuchse für eine Aufladevorrichtung umfasst eine Außenmantelfläche, einen ersten Dämpfungsabschnitt und einen zweiten Dämpfungsabschnitt. Der erste Dämpfungsabschnitt und der zweite Dämpfungsabschnitt umfassen jeweils eine erste Nut, die in Umfangsrichtung an der Außenmantelfläche angeordnet sind. Die jeweils erste Nut ist durch zumindest ein erstes Blockierelement in Umfangsrichtung unterbrochen. Durch die Nut in der Außenmantelfläche der Lagerbuchse, kann ein Zulaufkanal für ein Fluid, insbesondere für ein Kühlmittel bzw. Schmiermittel, insbesondere Öl, bereitgestellt werden. Dadurch kann eine Kühlung bzw. Schmierung der Lagerbuchse bzw. eines dazugehörigen Lagers verbessert werden. Das Blockierelement wirkt drosselnd für ein durch die Nut strömendes Fluid. Somit kann der Fluiddurchsatz in der Lagerbuchse begrenzt werden. Über die axialen Flanken der Nut kann das Fluid in beide axiale Richtungen über den jeweiligen Dämpfungsabschnitt strömen und dort somit eine Kühl- bzw. Schmierwirkung erzielen. Durch das Blockierelement kann demnach eine Reduzierung des axialen Durchsatzes erzeugt werden. Panschverluste können reduziert werden und es ergibt sich ein verringertes Risiko von Leckage. Weiterhin können Strömungsverluste und die hydrodynamische Reibleistung verringert werden. Insgesamt kann durch die erfindungsgemäße Lagerbuchse eine Reduktion des Kühlmittel- bzw. Schmiermitteldurchsatzes bei gleichzeitiger Beibehaltung einer effizienten Kühlung bzw. Schmierung bewirkt werden.
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In Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Lagerbuchse kann die jeweils erste Nut durch zumindest ein zweites Blockierelement in Umfangsrichtung unterbrochen sein, so dass sich die jeweils erste Nut in Umfangsrichtung zwischen dem jeweils ersten Blockierelement und dem jeweils zweiten Blockierelement erstreckt.
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In Ausgestaltungen, die mit den vorangehenden Ausgestaltungen kombinierbar sind, kann der erste Dämpfungsabschnitt und der zweite Dämpfungsabschnitt jeweils eine zweite Nut umfassen, die in Umfangsrichtung an der Außenmantelfläche angeordnet sind. Die jeweils zweite Nut ist dabei in Umfangsrichtung benachbart zu der jeweils ersten Nut angeordnet und erstreckt sich zwischen dem jeweils ersten Blockierelement und dem jeweils zweiten Blockierelement. Durch die Bereitstellung von jeweils zwei Nuten und jeweils zwei Blockierelementen in dem ersten und in dem zweiten Dämpfungsabschnitt kann eine Kühlmittel- bzw. Schmiermittelführung gezielt gesteuert werden. Auch ist eine assymmetrische Drosselung bzw. Förderung sowohl in Umfangsrichtung als auch in axialer Richtung durch entsprechende Ausgestaltung der jeweiligen Nuten und der jeweiligen Blockierlemente möglich. Somit kann die Kühlmittel- bzw. Schmiermittelkontrolle verbessert werden, was zu einer Steigerung der Effizienz führt.
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In Ausgestaltungen, die mit irgendeiner der vorangehenden Ausgestaltungen kombinierbar sind, kann das erste Blockierelement und/oder, falls vorgesehen, das zweite Blockierelement integral mit der Lagerbuchse geformt sein. Alternativ oder zusätzlich, kann das jeweils erste Blockierelement und/oder, falls vorgesehen, das jeweils zweite Blockierelement in radialer Richtung bündig mit einer jeweiligen Dämpfungsaußenmantelfläche des jeweiligen Dämpfungsabschnitts abschließen.
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In Ausgestaltungen, die mit irgendeiner der vorangehenden Ausgestaltungen kombinierbar sind, kann die jeweils erste Nut und/oder, falls vorgesehen, die jeweils zweite Nut jeweils eine oder mehrere Bohrungen umfassen, die sich in radialer Richtung bis zu einer Innenmantelfläche der Lagerbuchse erstrecken. Durch derartige Bohrungen kann ein Innenschmierfilm, also eine Kühlung bzw. Schmierung an einer Innenmantelfläche der Lagerbuchse, bereitgestellt werden. Weiterhin kann durch entsprechende Bohrungen der Gesamtfluiddurchsatz, insbesondere der Durchsatz zwischen Außenmantelfläche und Innenmantelfläche gesteuert werden.
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In Ausgestaltungen, die mit irgendeiner der vorangehenden Ausgestaltungen kombinierbar sind, kann die jeweils erste Nut und/oder, falls vorgesehen, die jeweils zweite Nut in axialer Richtung im Wesentlichen mittig innerhalb des jeweiligen Dämpfungsabschnitts angeordnet sein.
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In Ausgestaltungen, die mit irgendeiner der vorangehenden Ausgestaltungen kombinierbar sind, kann die Erstreckung der jeweils ersten Nut in Umfangsrichtung geringer als 360°, bevorzugt geringer als 270° und besonders bevorzugt geringer als 180° sein.
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In Ausgestaltungen, die mit irgendeiner der vorangehenden Ausgestaltungen kombinierbar sind, kann die jeweils erste Nut und/oder, falls vorgesehen, die jeweils zweite Nut in radialer Richtung zumindest teilweise mit einer jeweiligen Fluidzuführungsnut eines im Einbauzustand die Lagerbuchse umgebenden Lagergehäuses überlappen.
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In Ausgestaltungen, die mit irgendeiner der vorangehenden Ausgestaltungen kombinierbar sind, kann der erste Dämpfungsabschnitt und der zweite Dämpfungsabschnitt jeweils eine dritte Nut und jeweils ein drittes Blockierelement umfassen, die in Umfangsrichtung an der Außenmantelfläche angeordnet sind. Die jeweils dritte Nut ist dabei in Umfangsrichtung zwischen der jeweils ersten Nut und der jeweils zweiten Nut angeordnet. Dabei erstreckt sich die jeweils dritte Nut zwischen dem jeweils ersten Blockierelement und dem jeweils dritten Blockierelement in Umfangsrichtung. Zusätzlich kann der erste Dämpfungsabschnitt und der zweite Dämpfungsabschnitt jeweils zumindest eine weitere, (n)-te Nut und jeweils zumindest ein weiteres, (m)-tes Blockierelement umfassen. Dabei korrelieren die Anzahl (n) der Nuten und die Anzahl (m) der Blockierelemente miteinander. Die jeweils weitere, (n)-te Nut ist in Umfangsrichtung an der Außenmantelfläche und in Umfangsrichtung zwischen der jeweils ersten Nut und der jeweils (n-1)-ten Nut angeordnet. Die jeweils weitere, (n)-te Nut erstreckt sich dabei in Umfangsrichtung zwischen dem jeweils ersten Blockierelement und dem jeweils weiteren, (m)-ten Blockierelement.
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In Ausgestaltungen, die mit irgendeiner der vorangehenden Ausgestaltungen kombinierbar sind, kann sich die Ausgestaltung der ersten Nut des ersten Dämpfungsabschnitts von der Ausgestaltung der ersten Nut des zweiten Dämpfungsabschnitts unterscheiden. Insbesondere, können sich die ersten Nuten unterschiedlich lang in Umfangsrichtung erstrecken. Alternativ oder zusätzlich, falls zweite Nuten vorgesehen sind, kann sich die Ausgestaltung der zweiten Nut des ersten Dämpfungsabschnitts von der Ausgestaltung der zweiten Nut des zweiten Dämpfungsabschnitts unterscheiden. Insbesondere können sich die zweiten Nuten unterschiedlich lang in Umfangsrichtung erstrecken. Somit kann durch eine entsprechende Ausgestaltung der Nuten, die Fluidförderung in den ersten Dämpfungsabschnitt oder den zweiten Dämpfungsabschnitt im Vergleich zur Fluidförderung in den jeweils anderen Dämpfungsabschnitt erhöht oder verringert werden. Durch Erzeugung unterschiedlicher Fluidförderbedingungen in erstem und zweitem Dämpfungsabschnitt, kann eine stärkere Kühlmittel- bzw. Schmiermittelwirkung in einem gewünschten Lagerbuchsenabschnitt erzeugt werden.
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In Ausgestaltungen, die mit irgendeiner der vorangehenden Ausgestaltungen kombinierbar sind, kann die Lagerbuchse weiterhin einen Verbindungsabschnitt umfassen. Der Verbindungsabschnitt ist axial zwischen dem ersten Dämpfungsabschnitt und dem zweiten Dämpfungsabschnitt angeordnet. Zusätzlich kann die Lagerbuchse zumindest eine zentrale Öffnung umfassen, die sich in radialer Richtung zwischen der Außenmantelfläche und der Innenmantelfläche innerhalb des Verbindungsabschnitts erstreckt.
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In Ausgestaltungen, die mit der vorangehenden Ausgestaltung kombinierbar sind, kann die Lagerbuchse zweiteilig ausgeführt sein. Dabei kann die Lagerbuchse einen ersten Lagerbuchsenteil und einen zweiten Lagerbuchsenteil umfassen. Der erste Lagerbuchsenteil umfasst dabei den ersten Dämpfungsabschnitt und einen ersten Verbindungsteilabschnitt des Verbindungsabschnitts. Der zweite Lagerbuchsenteil umfasst dabei den zweiten Dämpfungsabschnitt und einen zweiten Verbindungsteilabschnitt des Verbindungsabschnitts. Durch eine zweiteilige Ausgestaltung der Lagerbuchse ergeben sich fertigungstechnische Vorteile. Beispielsweise können Fertigungskosten reduziert werden durch eine geringere Komplexität bei der Herstellung der Teilprodukte im Vergleich zur Herstellung eines integrierten Teils.
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Die Erfindung betrifft weiterhin ein Lagergehäuse für eine Aufladevorrichtung. Das Lagergehäuse umfasst ein Lager zur Lagerung einer Antriebswelle sowie eine erste Fluidzuführungsnut und eine zweite Fluidzuführungsnut, die auf einer Innenmantelfläche des Lagergehäuses angeordnet sind. Das Lager umfasst eine Lagerbuchse nach irgendeiner der vorangehenden Ausgestaltungen.
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Die Erfindung betrifft außerdem eine Aufladevorrichtung. Die Aufladevorrichtung umfasst einen Verdichter mit einem Verdichterrad und einem Verdichtergehäuse. Weiterhin umfasst die Aufladevorrichtung eine Antriebswelle, die mit dem Verdichterrad wirkverbunden ist. Die Antriebswelle ist ausgelegt durch ein Turbinenrad in einem Turbinengehäuse oder durch einen Elektromotor angetrieben zu werden. Dabei ist die Antriebswelle ausgelegt in einem Lagergehäuse drehbar gelagert zu sein. Das Lagergehäuse ist dabei ein Lagergehäuse nach einer der vorangehend beschriebenen Ausgestaltungen.
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Figurenliste
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- 1 zeigt eine Seitenschnittansicht des erfindungsgemäßen Lagergehäuses mit einer erfindungsgemäßen Lagerbuchse;
- 2 zeigt eine isometrische Ansicht der erfindungsgemäßen Lagerbuchse aus 1;
- 3A zeigt eine Teilschnittansicht der erfindungsgemäßen Lagerbuchse aus 1 im Bereich des ersten Dämpfungsabschnitts entlang der Schnittlinie B-B durch das Lagergehäuse aus 1;
- 3B zeigt eine Teilschnittansicht der erfindungsgemäßen Lagerbuchse aus 1 im Bereich des zweiten Dämpfungsabschnitts entlang der Schnittlinie A-A durch das Lagergehäuse aus 1;
- 4 zeigt eine isometrische Ansicht der erfindungsgemäßen Lagerbuchse in einer zweiteiligen Ausgestaltung;
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Ausführliche Beschreibung
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Im Kontext dieser Anmeldung beziehen sich die Ausdrücke axial und axiale Richtung auf eine Achse der Lagerbuchse und dementsprechend auch auf eine Achse der Antriebswelle einer Aufladevorrichtung, die in einem Lagergehäuse bzw. in der Lagerbuchse gelagert ist. Mit Bezug zu 1 wird die axiale Richtung mit dem Bezugszeichen 22 dargestellt. Eine radiale Richtung 24 bezieht sich dabei auf die Achse bzw. axiale Richtung 22. Ebenso bezieht sich ein Umfang bzw. eine Umfangsrichtung 26 auf die Achse bzw. die axiale Richtung 22.
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1 zeigt beispielhaft eine in einem Lagergehäuse 20 angeordnete Lagerbuchse 10 für eine Aufladevorrichtung. Die Lagerbuchse 10 umfasst eine Außenmantelfläche 310, einen ersten Dämpfungsabschnitt 100 und einen zweiten Dämpfungsabschnitt 200. Der erste Dämpfungsabschnitt 100 und der zweite Dämpfungsabschnitt 200 umfassen jeweils eine erste Nut 130, 230, die in Umfangsrichtung 26 an der Außenmantelfläche 310 angeordnet sind. Die jeweils erste Nut 130, 230 ist durch zumindest ein erstes Blockierelement 140, 240 in Umfangsrichtung 26 unterbrochen (siehe 2). Mit anderen Worten bedeutet das, dass die jeweils erste Nut 130, 230 in Umfangsrichtung 26 durch das jeweilige erste Blockierelement 140, 240 blockiert wird. Durch die Nut 130, 230 in der Außenmantelfläche 310 der Lagerbuchse 10, kann ein Zulaufkanal für ein Fluid, insbesondere für ein Kühlmittel bzw. Schmiermittel, insbesondere Öl, bereitgestellt werden. Dadurch kann eine Kühlung bzw. Schmierung der Lagerbuchse 10 bzw. eines dazugehörigen Lagers verbessert werden. Das Blockierelement 140, 240 wirkt drosselnd für ein durch die jeweils erste Nut 130, 230 strömendes Fluid. Somit kann der Fluiddurchsatz in der Lagerbuchse 10 begrenzt bzw. gesteuert werden. Über die axialen Flanken der jeweils ersten Nut 140, 240 kann das Fluid in beide axiale Richtungen 22 über den jeweiligen Dämpfungsabschnitt 100, 200 strömen und dort somit eine Kühl- bzw. Schmierwirkung erzielen. Durch das Blockierelement 140, 240 kann demnach eine Reduzierung des axialen Fluiddurchsatzes erzeugt werden. Panschverluste können reduziert werden und es ergibt sich ein verringertes Risiko von Leckage. Weiterhin können Strömungsverluste und die hydrodynamische Reibleistung verringert werden. Insgesamt kann durch die erfindungsgemäße Lagerbuchse 10 eine Reduktion des Kühlmittel- bzw. Schmiermitteldurchsatzes bei gleichzeitiger Beibehaltung einer effizienten Kühlung bzw. Schmierung bewirkt werden.
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Mit Außenmantelfläche 310 ist hierbei die gesamte Außenmantelfläche der Lagerbuchse 10 zu verstehen. Die Außenmantelfläche 310 umfasst dabei eine erste Dämpfungsaußenmantelfläche 110 des ersten Dämpfungsabschnitts 100 und eine zweite Dämpfungsaußenmantelfläche 210 des zweiten Dämpfungsabschnitts 200. Das heißt die erste Nut 130 ist in Umfangsrichtung 26 an der ersten Dämpfungsaußenmantelfläche 110 angeordnet und die erste Nut 230 ist in Umfangsrichtung 26 an der zweiten Dämpfungsaußenmantelfläche 210 angeordnet. Der erste Dämpfungsabschnitts 100 und der zweite Dämpfungsabschnitt 200 stellen dabei buchsenförmige Abschnitte der Lagerbuchse 10 dar, die jeweils einen größeren Außenumfang in Umfangsrichtung 26 bzw. einen größeren Außendurchmesser aufweisen als die restlichen Bereiche der Lagerbuchse 10. Einen dieser restlichen Bereich stellt beispielsweise ein Verbindungsabschnitt 330 der Lagerbuchse 10 dar, der sich buchsenförmig axial zwischen dem ersten Dämpfungsabschnitt 100 und dem zweiten Dämpfungsabschnitt 200 erstreckt (siehe 2).
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Wie 3A und 3B zu entnehmen ist, ist die jeweils erste Nut 130, 230 durch zumindest ein zweites Blockierelement 160, 260 in Umfangsrichtung 26 unterbrochen. Somit erstreckt sich die jeweils erste Nut 130, 230 in Umfangsrichtung 26 zwischen dem jeweils ersten Blockierelement 140, 240 und dem jeweils zweiten Blockierelement 160, 260. Der erste Dämpfungsabschnitt 100 und der zweite Dämpfungsabschnitt 200 umfassen jeweils eine zweite Nut 150, 250, die in Umfangsrichtung 26 an der Außenmantelfläche 310 angeordnet sind (siehe 3A und 3B). Die zweite Nut 150 ist in Umfangsrichtung 26 an der ersten Dämpfungsaußenmantelfläche 110 angeordnet und die zweite Nut 250 ist in Umfangsrichtung 26 an der zweiten Dämpfungsaußenmantelfläche 210 angeordnet. Die jeweils zweite Nut 150, 250 ist dabei in Umfangsrichtung 260 benachbart zu der jeweils ersten Nut 130, 230 angeordnet und erstreckt sich zwischen dem jeweils ersten Blockierelement 140, 240 und dem jeweils zweiten Blockierelement 160, 260. Mit anderen Worten können somit die jeweils ersten Nuten 130, 230 von den jeweils zweiten Nuten 150, 250 durch die jeweils ersten 140, 240 und zweiten Blockierelementen 160, 260 in Umfangsrichtung 26 voneinander abgetrennt bzw. distanziert sein. Durch die Bereitstellung von jeweils zwei Nuten 130, 230, 150, 250 und jeweils zwei Blockierelementen 140, 240, 160, 260 in dem ersten Dämpfungsabschnitt 100 und in dem zweiten Dämpfungsabschnitt 200 kann eine Kühlmittel- bzw. Schmiermittelführung gezielt gesteuert werden. Auch ist eine assymmetrische Drosselung bzw. Förderung sowohl in Umfangsrichtung 26 als auch in axialer Richtung 22 durch entsprechende Ausgestaltung der Nuten 130, 230, 150, 250 und der Blockierlemente 140, 240, 160, 260 möglich. Somit kann die Kühlmittel- bzw. Schmiermittelkontrolle verbessert werden, was zu einer Steigerung der Effizienz führt. In alternativen Ausgestaltungen kann auch nur einer der beiden Dämpfungsabschnitte 100, 200 eine zweite Nut 150, 250 und/oder ein zweites Blockierelement 160, 260 umfassen. Alternativ kann auch die jeweils zweite Nut 150, 250 und/oder das zweite Blockierelement 160, 260 in axialer Richtung 22 versetzt zu der jeweils ersten Nut 130, 230 angeordnet sein.
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Wie insbesondere den 3A und 3B zu entnehmen ist, ist das jeweils erste Blockierelement 140, 240 und/oder das jeweils zweite Blockierelement 160, 260 integral mit der Lagerbuchse 10 geformt. Das jeweils erste Blockierelement 140, 240 und/oder das jeweils zweite Blockierelement 160, 260 schließt in radialer Richtung 24 bündig mit der jeweiligen Dämpfungsaußenmantelfläche 110, 210 des jeweiligen Dämpfungsabschnitts 100, 200 ab. In alternativen Ausgestaltungen, kann sich eines oder beide der jeweils ersten Blockierelemente 140, 240 und/oder eines oder beide der jeweils zweiten Blockierelemente 160, 260 in radialer Richtung 24 auch über die jeweilige Dämpfungsaußenmantelfläche 110, 210 des jeweiligen Dämpfungsabschnitts 100, 200 hinaus erstrecken oder alternativ in radialer Richtung 24 nach innen in die jeweilige Dämpfungsaußenmantelfläche 110, 210 des jeweiligen Dämpfungsabschnitts 100, 200 vertieft sein. Dabei ist eine radiale Tiefe der jeweiligen Blockierelemente geringer als eine radiale Tiefe der jeweiligen Nuten. In alternativen Ausgestaltungen kann eines, mehrere oder alle der jeweiligen ersten Blockierelemente 140, 240 und/oder zweiten Blockierelemente 160, 260 auch separat von der Lagerbuchse 10 gebildet sein. In letzterem Fall können die jeweiligen ersten Blockierelemente 140, 240 und/oder die jeweiligen zweiten Blockierelemente 160, 260 in der in die Lagerbuchse einsetzbar und mit dieser verbindbar sein. Dabei können die Blockierelemente 140, 240, 160, 260 unterschiedlich ausgestaltet sein, insbesondere unterschiedliche Ausdehnungen in Umfangsrichtung 26 aufweisen.
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In der beispielhaften Ausgestaltung der 3A und 3B umfasst die jeweilige erste Nut 130, 230 vier Bohrungen 138, 238. Die Bohrungen 138, 238 erstrecken sich in radialer Richtung 24 bis zu einer Innenmantelfläche 320 der Lagerbuchse 10. Die Innenmantelfläche 320 umfasst dabei eine erste Dämpfungsinnenmantelfläche 120 des ersten Dämpfungsabschnitts 100 und eine zweite Dämpfungsinnenmantelfläche 220 des zweiten Dämpfungsabschnitts 200. Das heißt die Bohrungen 138 erstrecken sich von einer Bodenfläche 135 der ersten Nut 130 in radialer Richtung 24 bis zu der ersten Dämpfungsinnenmantelfläche 120. Analog erstrecken sich die Bohrungen 238 von einer Bodenfläche 235 der zweiten Nut 230 in radialer Richtung 24 bis zu der zweiten Dämpfungsinnenmantelfläche 220. Die Anzahl der Bohrungen 138, 238 der jeweiligen ersten Nut 130, 230 ist in der dargestellten Ausführung beispielhaft vier. In alternativen Ausgestaltungen können aber auch mehr oder weniger als vier Bohrungen 138, 238 vorgesehen sein. Auch können die ersten Nuten 130, 230 unterschiedliche Anzahlen an Bohrungen 138, 238 aufweisen. In alternativen Ausgestaltungen kann alternativ oder zusätzlich auch die jeweilige zweite Nut 150, 250 Bohrungen aufweisen, die sich in radialer Richtung 24 bis zu der Innenmantelfläche 320 der Lagerbuchse 10 erstrecken würden (nicht dargestellt). Analog kann auch hier die Anzahl der Bohrungen variieren. In Ausgestaltungen in denen die zweite Nut 150 Bohrungen umfasst, erstrecken sich die Bohrungen der zweiten Nut 150 von einer Bodenfläche 155 der zweiten Nut 150 in radialer Richtung 24 bis zu der ersten Dämpfungsinnenmantelfläche 120. In Ausgestaltungen in denen die zweite Nut 250 Bohrungen umfasst, erstrecken sich die Bohrungen der zweiten Nut 250 von einer Bodenfläche 255 der zweiten Nut 250 in radialer Richtung 24 bis zu der zweiten Dämpfungsinnenmantelfläche 220. Durch derartige Bohrungen 138, 238 kann ein Innenschmierfilm, also eine Kühlung bzw. Schmierung an einer Innenmantelfläche der Lagerbuchse 10, bereitgestellt werden. Weiterhin kann durch entsprechende Bohrungen 138, 238 der Gesamtfluiddurchsatz, insbesondere der Durchsatz zwischen Außenmantelfläche 310 und Innenmantelfläche 320 gesteuert werden.
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Die jeweils erste Nut 130, 230 und die jeweils zweite Nut 150 ,250 sind in axialer Richtung 22 im Wesentlichen mittig innerhalb des jeweiligen Dämpfungsabschnitts 100, 200 angeordnet. Mit im Wesentlichen mittig ist hierbei eine Position innerhalb der mittleren 50% der axialen Gesamtlänge des jeweiligen Dämpfungsabschnitts 100, 200 in axialer Richtung 22 zu verstehen.
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In den beispielhaften Ausgestaltungen der Figuren erstreckt sich die erste Nut 130 des ersten Dämpfungsabschnitts 100 in Umfangsrichtung 26 über ca. 180°. Die erste Nut 230 des zweiten Dämpfungsabschnitts 200 erstreckt sich in Umfangsrichtung 26 über ca. 230°. Dies sind beispielhafte Ausführungen und sollten nicht als Einschränkungen gesehen werden. In alternativen Ausgestaltungen kann die Erstreckung der jeweils ersten Nut 130, 230 in Umfangsrichtung 26 geringer als 360° und bevorzugt geringer als 180° sein. Besonders bevorzugt erstreckt sich die jeweils ersten Nut 130, 230 in Umfangsrichtung 26 zwischen 45° und 270°. Analoges gilt für die jeweils zweite Nut 150, 250 und für eventuell vorgesehene weitere Nuten (siehe unten).
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Wie bereits oben erwähnt kann die Lagerbuchse 10 im Einbauzustand von einem Lagergehäuse 20 umgeben sein. Im in den 3A und 3B dargestellten Beispiel umfasst das Lagergehäuse 20 jeweils eine Fluidzuführungsnut 21, 23 für den jeweiligen Dämpfungsabschnitt 100, 200. Die jeweilige Fluidzuführungsnut 21, 23 überlappt dabei in radialer Richtung 24 zumindest teilweise mit der jeweiligen ersten Nut 130, 230. In alternativen Ausführungen kann die jeweilige Fluidzuführungsnut 21, 23 alternativ oder zusätzlich in radialer Richtung 24 zumindest teilweise mit der jeweiligen zweiten Nut 150, 250 überlappen. Weiterhin wäre es auch denkbar, dass die jeweilige Fluidzuführungsnut 21, 23 alternativ oder zusätzlich in radialer Richtung 24 zumindest teilweise mit einem oder mehreren der Blockierelemente 140, 240, 160, 260 überlappt. Beispielhaft sind die jeweiligen Fluidzuführungsnuten 21, 23 sichelförmig ausgestaltet (siehe 3A und 3B). In alternativen Ausführungen können aber auch andere Nutformen oder gar keine Nuten, sondern beispielsweise lediglich eine jeweilige Fluidzuführungsbohrung 21a, 23a vorgesehen sein. Auch können sich die Ausgestaltungen der Fluidzuführungen 21, 23, 21a 23a in den Dämpfungsabschnitten 100, 200 unterscheiden.
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In alternativen Ausgestaltungen, die hier nicht dargestellt sind, kann der erste Dämpfungsabschnitt 100 und der zweite Dämpfungsabschnitt 200 jeweils eine dritte Nut und jeweils ein drittes Blockierelement umfassen, die in Umfangsrichtung 26 an der Außenmantelfläche 310 angeordnet sind. Die jeweils dritte Nut ist dabei in Umfangsrichtung 26 zwischen der jeweils ersten Nut 130, 230 und der jeweils zweiten Nut 150, 250 angeordnet. Dabei erstreckt sich die jeweils dritte Nut zwischen dem jeweils ersten Blockierelement 140, 240 und dem jeweils dritten Blockierelement in Umfangsrichtung 26. Zusätzlich kann der erste Dämpfungsabschnitt 100 und der zweite Dämpfungsabschnitt 200 jeweils zumindest eine weitere, (n)-te Nut und jeweils zumindest ein weiteres, (m)-tes Blockierelement umfassen. Dabei korrelieren die Anzahl (n) der Nuten und die Anzahl (m) der Blockierelemente miteinander. Die jeweils weitere, (n)-te Nut ist in Umfangsrichtung 26 an der Außenmantelfläche 310 und in Umfangsrichtung 26 zwischen der jeweils ersten Nut 130, 230 und der jeweils (n-1)-ten Nut angeordnet. Die jeweils weitere, (n)-te Nut erstreckt sich dabei zwischen dem jeweils ersten Blockierelement 140, 240 und dem jeweils weiteren, (m)-ten Blockierelement in Umfangsrichtung 26.
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Eine detaillierte Beschreibung dieses Aspekts wird im Folgenden nur anhand eines Dämpfungsabschnitts erläutert: In Ausgestaltungen mit mehr als zwei Nuten und mehr als zwei Blockierelementen erstreckt sich die zweite Nut dementsprechend in Umfangsrichtung weiterhin zwischen dem ersten Blockierelement und dem zweiten Blockierelement, erstreckt sich aber gleichwohl nur von dem zweiten Blockierlement bis zu dem dritten Blockierelement, da sich die dritte Nut in Umfangsrichtung von dem dritten Blockierelement zu dem ersten Blockierelement erstreckt. Analog gilt für weitere Nuten und Blockierelemente bei einer Gesamtanzahl von (n) Nuten und einer Gesamtanzahl von (m) Blockierelementen: Die (n-1)-te Nut liegt in Umfangsrichtung benachbart zu und zwischen der (n-2)-ten Nut und der (n)-ten Nut und erstreckt sich in Umfangsrichtung von dem (m-1)-ten Blockierelement bis zu dem (m)-ten Blockierelement. Die (n)-te Nut liegt in Umfangsrichtung benachbart zu und zwischen der (n-1)-ten Nut und der ersten Nut und erstreckt sich in Umfangsrichtung von dem (m)-ten Blockierelement bis zu dem ersten Blockierelement.
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Die jeweilige dritte oder jeweilige weitere Nut kann dabei, analog zu der obigen Erläuterung bezüglich der jeweiligen zweiten Nut 150, 250, in axialer Richtung 22 zu der jeweiligen ersten Nut 130, 230 und/oder zu der jeweiligen zweiten Nut 150, 250 und/oder zu der jeweiligen (n-1)-ten Nut versetzt angeordnet sein. Durch entsprechende Variation der jeweiligen ersten, zweiten und (n)-ten Nuten, insbesondere der Variation der Erstreckung der jeweiligen ersten, zweiten und (n)-ten Nuten in Umfangsrichtung 26 kann eine Kühlmittel- bzw. Schmiermittelführung gezielt gesteuert werden. Auch ist eine asymmetrische Drosselung bzw. Förderung sowohl in Umfangsrichtung 26 als auch in axialer Richtung 22 durch entsprechende Ausgestaltung der jeweiligen ersten, zweiten und (n)-ten Nuten und der jeweiligen ersten, zweiten und (m)-ten Blockierelemente möglich. Somit kann die Kühlmittel- bzw. Schmiermittelkontrolle verbessert werden, was zu einer Steigerung der Effizienz führt.
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Wie bereits erwähnt unterscheidet sich die Ausgestaltung der ersten Nut 130 des ersten Dämpfungsabschnitts 100 von der Ausgestaltung der ersten Nut 230 des zweiten Dämpfungsabschnitts 200. Dabei weist die erste Nut 130 des ersten Dämpfungsabschnitts 100 eine größere Länge in Umfangsrichtung 26 auf als die erste Nut 230 des zweiten Dämpfungsabschnitts 200. In alternativen Ausführungen können die ersten Nuten 130, 230 aber auch identisch ausgeführt sein. In alternativen Ausführungen kann sich auch die Ausgestaltung der zweiten Nut 150 des ersten Dämpfungsabschnitts 100 von der Ausgestaltung der zweiten Nut 250 des zweiten Dämpfungsabschnitts 200 unterscheiden. Insbesondere können sich die zweiten Nuten 150, 250 unterschiedlich lang in Umfangsrichtung 26 erstrecken. Analoges gilt auch für mögliche dritte oder weitere, (n)-te Nuten sowie für die ersten, zweiten, dritten und (m)-ten Blockierelemente. In alternativen Ausgestaltungen können die Nuten der ersten und zweiten Dämpfungsabschnitte auch unterschiedliche Breiten in axialer Richtung 22 und/oder unterschiedliche Tiefen in radialer Richtung 24 aufweisen. Auch eine entsprechende unterschiedliche Ausgestaltung der Nuten innerhalb eines Dämpfungsabschnitts ist denkbar. Durch eine entsprechende Ausgestaltung der Nuten 130, 230, 150, 250 kann die Fluidförderung in den ersten Dämpfungsabschnitt 100 oder den zweiten Dämpfungsabschnitt 200 im Vergleich zur Fluidförderung in den jeweils anderen Dämpfungsabschnitt 100, 200 erhöht oder verringert werden. Durch Erzeugung unterschiedlicher Fluidförderbedingungen in erstem und zweitem Dämpfungsabschnitt 100, 200, kann eine stärkere Kühlmittel- bzw. Schmiermittelwirkung in einem gewünschten Lagerbuchsenabschnitt erzeugt werden.
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Wie bereits weiter oben erwähnt umfasst die Lagerbuchse 10 weiterhin einen Verbindungsabschnitt 330 (siehe 2). Der Verbindungsabschnitt 330 ist axial zwischen dem ersten Dämpfungsabschnitt 100 und dem zweiten Dämpfungsabschnitt 200 angeordnet. Die Lagerbuchse 10 umfasst weiterhin zwei zentrale Öffnungen 338 (siehe 1). Die zentralen Öffnungen 338 erstrecken sich in radialer Richtung 24 zwischen der Außenmantelfläche 310 und der Innenmantelfläche 320 innerhalb des Verbindungsabschnitts 330. Durch die zentralen Öffnungen kann eine Fluidrückführung gewährleistet werden. In alternativen Ausführungen kann die Fluidrückführung auch anderweitig umgesetzt sein, beispielsweise durch eine radiale Öffnung an einer anderen Stelle der Lagerbuchse 10, durch eine axiale Rückführung oder durch mehr als zwei zentrale Öffnungen 338. Bevorzugt jedoch ist die Fluidrückführung durch zumindest eine zentrale Öffnung 338, die in dem Verbindungsabschnitt 330 angeordnet ist.
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In einer weiteren Ausführungsform kann die Lagerbuchse 10 zweiteilig ausgeführt sein (siehe 4). Bis auf die zweiteilige Ausgestaltung entspricht die Lagerbuchse 10 der 4 der Lagerbuchse 10 der 1 bis 3B. Gleiche Merkmale sind dabei mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Die Lagerbuchse 10 der 4 umfasst einen ersten Lagerbuchsenteil 11 und einen zweiten Lagerbuchsenteil 12. Der erste Lagerbuchsenteil 11 umfasst dabei den ersten Dämpfungsabschnitt 100 und einen ersten Verbindungsteilabschnitt 331 des Verbindungsabschnitts 300. Der zweite Lagerbuchsenteil 12 umfasst dabei den zweiten Dämpfungsabschnitt 200 und einen zweiten Verbindungsteilabschnitt 332 des Verbindungsabschnitts 330. Der erste Lagerbuchsenteil 11 und der zweite Lagerbuchsenteil 12 sind dabei fest miteinander verbindbar. Durch eine zweiteilige Ausgestaltung der Lagerbuchse 10 ergeben sich fertigungstechnische Vorteile.
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Beispielsweise können Fertigungskosten reduziert werden durch eine geringere Komplexität bei der Herstellung der Teilprodukte im Vergleich zur Herstellung eines integrierten Teils.
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Die Erfindung umfasst ein Lagergehäuse 20 für eine Aufladevorrichtung (siehe 1). Das Lagergehäuse 20 umfasst ein Lager zur Lagerung einer Antriebswelle sowie eine erste Fluidzuführungsnut 21 und eine zweite Fluidzuführungsnut 23, die auf einer Innenmantelfläche 20a des Lagergehäuses 20 angeordnet sind. Das Lager umfasst eine Lagerbuchse 10 nach irgendeiner der vorangehenden Ausgestaltungen. Wie bereits erwähnt sind die Fluidzuführungsnuten 21, 23 derart axial angeordnet, dass sie sich in radialer Richtung 24 gesehen mit der jeweiligen ersten Nut 130, 230 zumindest teilweise überdecken. Bevorzugt sind die Fluidzuführungsnuten 21, 23 an derselben axialen Position wie die ersten Nuten 130, 230 angeordnet. Alternativ können die Fluidzuführungsnuten 21, 23 aber auch axial versetzt zu den jeweiligen ersten Nuten 130, 230 angeordnet sein. Die jeweiligen Fluidzuführungsnuten 21, 23 sind bevorzugt derart ausgebildet, dass deren jeweilige Länge in Umfangsrichtung 26 maximal der Länge der jeweils ersten Nut 130, 230 in Umfangsrichtung 26 und optional zusätzlich der Länge des jeweiligen ersten Blockierelements 140, 240 in Umfangsrichtung 26 und/oder des jeweiligen zweiten Blockierelements 160, 260 in Umfangsrichtung 26 entspricht. Wie bereits erwähnt können die jeweiligen Fluidzuführungsnuten 21, 23 in analoger Weise auch nur mit den jeweiligen zweiten Nuten 150, 250 und/oder den jeweiligen dritten Nuten in radialer Richtung 24 überlappen. Weiterhin wäre es auch denkbar, dass die jeweiligen Fluidzuführungsnuten 21, 23 alternativ oder zusätzlich in radialer Richtung 24 zumindest teilweise mit einem oder mehreren der jeweiligen Blockierelemente 140, 240, 160, 260 überlappen. Beispielhaft ist der Querschnitt der jeweiligen Fluidzuführungsnuten 21, 23 sichelförmig ausgestaltet (siehe 3a und 3B). In alternativen Ausführungen können aber auch andere Nutformen oder gar keine Nuten, sondern beispielsweise lediglich eine jeweilige Fluidzuführungsbohrung 21a, 23a vorgesehen sein. Auch können sich die Ausgestaltungen der Fluidzuführungen 21, 23, 21a 23a in den Dämpfungsabschnitten 100, 200 voneinander unterscheiden.
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Die Lagerbuchse 10 ist in der beispielhaften Ausführung der 3A und 3B dabei derart in dem Lagergehäuse 20 angeordnet, dass die jeweilige Fluidzuführungsnuten 21, 23 in radialer Richtung 24 zumindest mit einem Teil der jeweils ersten Nut 130, 230 überlappen und dass deren Erstreckung in Umfangsrichtung 26 begrenzt ist, so dass die Fluidzuführungsnuten 21, 23 in radialer Richtung 24 mit zumindest einem Teil der jeweiligen zweiten Nut 150, 250, bevorzugt zusätzlich mit zumindest einem Teil des jeweiligen ersten Blockierelements 140, 240 und/oder mit zumindest einem Teil des jeweiligen zweiten Blockierelements 160, 260, nicht überlappen. Das Lager ist im gezeigten Beispiel als Gleitlager ausgebildet. In alternativen Ausgestaltungen kann das Lager aber auch als Wälzlager ausgebildet sein.
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Die Erfindung betrifft weiterhin eine Aufladevorrichtung (nicht dargestellt). Die Aufladevorrichtung umfasst einen Verdichter mit einem Verdichterrad und einem Verdichtergehäuse. Weiterhin umfasst die Aufladevorrichtung eine Antriebswelle, die mit dem Verdichterrad wirkverbunden ist. Die Antriebswelle ist ausgelegt durch ein Turbinenrad in einem Turbinengehäuse oder durch einen Elektromotor angetrieben zu werden. Die Aufladevorrichtung umfasst weiterhin ein Lagergehäuse. Dabei ist die Antriebswelle ausgelegt in dem Lagergehäuse drehbar gelagert zu sein. Das Lagergehäuse ist dabei ein erfindungsgemäßes Lagergehäuse 20 nach einer der vorangehend beschriebenen Ausgestaltungen.