EP1554477A2 - Gleitlager für eine welle eines abgasturboladers - Google Patents
Gleitlager für eine welle eines abgasturboladersInfo
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- EP1554477A2 EP1554477A2 EP03792364A EP03792364A EP1554477A2 EP 1554477 A2 EP1554477 A2 EP 1554477A2 EP 03792364 A EP03792364 A EP 03792364A EP 03792364 A EP03792364 A EP 03792364A EP 1554477 A2 EP1554477 A2 EP 1554477A2
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- F01D25/166—Sliding contact bearing
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- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2360/00—Engines or pumps
- F16C2360/23—Gas turbine engines
- F16C2360/24—Turbochargers
Definitions
- the invention relates to a slide bearing for a shaft of an exhaust gas turbocharger of an internal combustion engine, in particular a motor vehicle, with a cylindrical bearing bushing which has an axial bearing bore for receiving the shaft of the exhaust gas turbocharger, wherein in the bearing bore at the axial ends of the cylindrical bearing bushing a first slide bearing surface for each radial bearing of the shaft of the exhaust gas turbocharger is formed, a second slide bearing surface is formed on each axial end face of the cylindrical bearing bush for an axial bearing of the shaft of the exhaust gas turbocharger, and the bearing bore is formed in an axial section between the first slide bearing surfaces such that a gap between a wall of the bearing bore and the shaft of the exhaust gas turbocharger is formed according to the preamble of claim 1.
- WO 99/07982 discloses a combined axial / radial bearing in the form of a one-piece bearing bush for both axial and radial mounting of a shaft of an exhaust gas turbocharger.
- lubricating oil is introduced with respect to the bearing bush in the middle under pressure into a bearing bore in which the shaft of the exhaust gas turbocharger rotates.
- Axial grooves are formed along a central bore of the bearing bush which receives the shaft, in order to transport the lubricant away from the central introduction and in the axial direction to end faces of the bearing bush. These are connected to V-shaped radial grooves on the end faces of the bearing bush.
- the invention has for its object to improve a slide bearing of the type mentioned above with respect to the bearing and the bearing play.
- a lubricant feed in the form of an annular groove is formed in the area of each of the first slide bearing surfaces on the outer circumference of the cylindrical bearing bush, with first bores are arranged and designed such that they produce a lubricant-conducting connection between the annular groove and the respective first sliding bearing surface and second bores are arranged and designed such that they produce a lubricant-conducting connection between the annular groove and the respective second sliding bearing surface.
- first bores and / or second bores are evenly spaced apart from one another in the circumferential direction and twice as many second bores are formed as the first bores.
- At least one of the second bores is assigned a groove on the second sliding surface and this groove is designed in such a way that it produces a lubricant-conducting connection between the second bore and the bearing bore.
- the first bores are formed in the radial direction and the second bores in the axial direction, the second bores being designed to be tilted parallel to the bearing bore or at a predetermined angle thereto.
- 1 shows a preferred embodiment of a bushing of a plain bearing designed according to the invention in a schematic sectional view
- 2 is a plan view of an end face of the bearing bush according to FIG. 1
- FIG. 4 shows a plan view of an end face of the bearing bush according to FIG. 3,
- FIG. 5 shows a section along the line V - V according to FIG. 4,
- Fig. 6 is a section along the line VI - VI of Figure 4.
- FIG. 7 shows a perspective view of the bearing bush according to FIG. 3.
- FIG. 1 schematically shows part of a shaft 10 of an exhaust gas turbocharger, which is otherwise not shown in detail.
- a turbine wheel 12 is rotatably connected to this shaft 10.
- a compressor wheel (not shown) is connected to the shaft 10 on a side of the shaft 10 opposite the turbine wheel 12, so that the shaft 10 establishes a rotationally fixed connection between the compressor wheel and the turbine wheel 12.
- the shaft 10 is supported in a slide bearing 14 between the compressor wheel and the turbine wheel 12.
- This slide bearing 14 has a cylindrical body in the form of a bearing bush 16.
- the bearing bush 16 is provided with an axial bearing bore 18 which receives the shaft 10.
- the bearing bore 18 has a larger diameter in an axial central section 20, so that the shaft 10 is supported radially only at axial ends of the bearing bush 16 within respective first slide bearing surfaces 22.
- Second slide bearing surfaces 24 are formed on the respective end faces of the bearing bush 16. By abutting these second slide bearing surfaces 24 on a shaft collar 26 of the shaft 10 on the one hand and an axial disk 28 arranged on the shaft 10 on the other hand, the shaft 10 is axially supported.
- the bearing bush is provided on its outer circumference with an annular groove 30, which serves as a feed for a lubricant or lubricant, such as, for example, lubricating oil.
- first bores 32 are formed, which extend essentially in the radial direction and produce a lubricant-conducting connection between the annular groove 30 and the respective first slide bearing surface 22.
- second bores 34 are formed, which extend essentially in the axial direction or slightly tilted to a longitudinal axis 36 of the bearing bore 18 and a lubricant-conducting connection between the Create the annular groove 30 and the respective second slide bearing surface 24.
- a plurality of first and second bores 32, 34 are provided in each case, which bores are evenly spaced in the circumferential direction.
- the second bores 34 open on the respective second slide bearing surface 24 for the axial mounting of the shaft 10.
- Grooves 38 are formed on the second slide bearing surface 24 of each end face of the bearing bush 16, with every second bore 34 having a groove 38 assigned.
- Each groove 38 is designed and arranged such that it creates a lubricant-conducting connection between the second bore 34 and the bearing bore 18. In this way, additional lubricant is supplied to the axial ends of the axial bearing of the shaft 10 in the first slide bearing surfaces 32.
- FIG. 3 shows a side view of a slightly modified bearing bushing 16.
- the second bores 34 run axially parallel to the longitudinal axis 36 of the bearing bore 18. These second bores 34 in turn extend from the second slide bearing surfaces 24 into the area of the annular groove 30 and run out in this.
- FIG. 4 illustrates the arrangement of a total of eight grooves 38 in this slightly modified bearing bush 16, with a second bore 34 being assigned to every second groove 38.
- the flat grooves 38 are here also open to the bearing bore 18, while they are delimited on their radially outer region by sections 40 of the second slide bearing surface 24.
- the number of holes 32 and 34, their exact alignment and diameter are determined by the need for lubricant, depending on the application.
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Gleitlager für eine Welle (10) eines Abgasturboladers einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, mit einer zylinderförmigen Lagerbuchse (16), die eine axiale Lagerbohrung (18) zur Aufnahme der Welle des (10) Abgasturboladers aufweist, wobei in der Lagerbohrung (18) an axialen Enden der zylindrischen Lagerbuchse (16) jeweils eine erste Gleitlagerfläche (22) für eine radiale Lagerung der Welle (10) des Abgasturboladers ausgebildet ist, an jeder axialen Stirnseite der zylindrischen Lagerbuchse (16) jeweils eine zweite Gleitlagerfläche (24) für eine axiale Lagerung der Welle (10) des Abgasturboladers ausgebildet ist, und in einem axialen Abschnitt (20) zwischen den ersten Gleitlagerflächen (22) die Lagerbohrung (18) derart ausgebildet ist, dass ein Spalt zwischen einer Wandung der Lagerbohrung (18) und der Welle (10) des Abgasturboladers ausgebildet ist. Hierbei ist im Bereich von jeder der ersten Gleitlagerflächen (22) am Aussenumfang der zylindrischen Lagerbuchse (16) jeweils eine Schmierstoffzuführung in Form einer Ringnut (30) ausgebildet, wobei erste Bohrungen (32) derart angeordnet und ausgebildet sind, dass diese eine schmierstoffleitende Verbindung zwischen der Ringnut (30) und der jeweiligen ersten Gleitlagerfläche (22) herstellen und zweite Bohrungen (34) derart angeordnet und ausgebildet sind, dass diese eine schmierstoffleitende Verbindung zwischen der Ringnut (30) und der jeweiligen zweiten Gleitlagerfläche (24) herstellen.
Description
Gleitlager für eine Welle eines Abgasturboladers
Die Erfindung betrifft ein Gleitlager für eine Welle eines Abgasturboladers einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, mit einer zylinderförmigen Lagerbuchse, die eine axiale Lagerbohrung zur Aufnahme der Welle des Abgasturboladers aufweist, wobei in der Lagerbohrung an axialen Enden der zylindrischen Lagerbuchse jeweils eine erste Gleitlagerfläche für eine radiale Lagerung der Welle des Abgasturboladers ausgebildet ist, an jeder axialen Stirnseite der zylindrischen Lagerbuchse jeweils eine zweite Gleitlagerfläche für eine axiale Lagerung der Welle des Abgasturboladers ausgebildet ist, und in einem axialen Abschnitt zwischen den ersten Gleitlagerflächen die Lagerbohrung derart ausgebildet ist, daß ein Spalt zwischen einer Wandung der Lagerbohrung und der Welle des Abgasturboladers ausgebildet ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der WO 99/07982 ist ein kombiniertes Axial-Radiallager in Form einer einteiligen Lagerbuchse für sowohl axiale als auch radiale Lagerung einer Welle eines Abgasturboladers bekannt. Zur Schmierung des Lagers wird Schmieröl bzgl. der Lagerbuchse mittig unter Druck in eine Lagerbohrung, in welcher sich die Welle des Abgasturboladers dreht, eingeführt. Entlang einer die Welle aufnehmenden Zentralbohrung der Lagerbuchse sind zum Transport des Schmierstoffes von der zentralen Einführung weg und in axialer Richtung hin zu Stirnflächen der Lagerbuchse Axialnuten ausgebildet. Diese stehen in Verbindung mit V-förmigen Radialnuten auf den Stirnflächen der Lagerbuchse.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gleitlager der obengenannten Art bzgl. der Lagerung und des Lagerspiels zu verbessern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Gleitlager der o.g. Art mit den in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Dazu ist es erfindungsgemäß vorgesehen, daß im Bereich von jeder der ersten Gleitlagerflächen am Außenumfang der zylindrischen Lagerbuchse jeweils eine Schmierstoffzuführung in Form einer Ringnut ausgebildet ist, wobei erste Bohrungen
derart angeordnet und ausgebildet sind, daß diese eine schmierstoffleitende Verbindung zwischen der Ringnut und der jeweiligen ersten Gleitlagerfläche herstellen sowie zweite Bohrungen derart angeordnet und ausgebildet sind, daß diese eine schmierstoffleitende Verbindung zwischen der Ringnut und der jeweiligen zweiten Gleitlagerfläche herstellen.
Dies hat den Vorteil, daß separate Schmierstoffkanäle in die Lagerbuchse integriert sind, wobei eine feste Lagerung mit wenigen Einzelbauteilen und mit geringem Lagerspiel bei gleichzeitig ausreichender Schmierung der Gleitflächen zur Verfügung steht. Die separaten Schmierstoffkanäle gewährleisten eine ausreichende Zufuhr von Schmierstoff auch an Stellen weit entfernt vom Ort der Zufuhr von Schmierstoff, welcher dadurch nicht über die Gleitflächen selbst transportiert werden muß. Dies ermöglicht geringere Toleranzen für die radiale Lagerung der Welle. Außerdem wird der Schmierfilm nicht - wie im Falle der Nuten - bezüglich seiner Tragkraft geschwächt.
Um eine gleichmäßige und ausreichende Schmierung des Gleitlagers herzustellen, sind die ersten Bohrungen und/oder zweiten Bohrungen in Umfangsrichtung gleichmäßig voneinander beabstandet und doppelt so viele zweite Bohrungen wie erste Bohrungen ausgebildet.
Zur weiteren Verbesserung der Schmierung der Radiallager an den axialen Enden der Lagerbuchse ist wenigstens einer der zweiten Bohrungen eine Nut auf der zweiten Gleitfläche zugeordnet und diese Nut derart ausgebildet, daß sie eine schmierstoffleitende Verbindung zwischen der zweiten Bohrung und der Lagerbohrung herstellt.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die ersten Bohrungen in radialer Richtung und die zweiten Bohrungen in axialer Richtung ausgebildet, wobei die zweiten Bohrungen parallel zur Lagerbohrung oder in einem vorbestimmten Winkel zur dieser verkippt ausgebildet sind.
Weitere Merkmale, Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, sowie aus der nachstehenden Beschreibung der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen. Diese zeigen in
Fig. 1 eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäß ausgebildeten Lagerbuchse eines Gleitlagers in schematische Schnittansicht,
Fig. 2 eine Aufsicht auf eine Stirnfläche der Lagerbuchse gemäß Fig. 1 ,
Fig. 3 eine Seitenansicht einer modifizierten Lagerbuchse,
Fig. 4 eine Aufsicht auf eine Stirnfläche der Lagerbuchse gemäß Figur 3,
Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie V - V gemäß Figur 4,
Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie VI - VI gemäß Figur 4 und
Fig. 7 eine perspektivische Ansicht der Lagerbuchse gemäß Figur 3.
Fig. 1 zeigt schematisch einen Teil einer Welle 10 eines ansonsten nicht näher dargestellten Abgasturboladers. Mit dieser Welle 10 ist ein Turbinenrad 12 drehfest verbunden. An einer bzgl. des Turbinenrades 12 gegenüberliegenden Seite der Welle 10 ist ein nicht dargestelltes Verdichterrad mit der Welle 10 verbunden, so daß die Welle 10 eine drehfeste Verbindung zwischen dem Verdichterrad und dem Turbinenrad 12 herstellt. Zwischen Verdichterrad und Turbinenrad 12 ist die Welle 10 in einem Gleitlager 14 gelagert. Dieses Gleitlager 14 weist einen zylinderförmigen Körper in Form einer Lagerbuchse 16 auf. Die Lagerbuchse 16 ist mit einer axialen Lagerbohrung 18 versehen, welche die Welle 10 aufnimmt. Die Lagerbohrung 18 weist in einem axialen mittleren Abschnitt 20 einen größeren Durchmesser auf, so daß die Welle 10 nur an axialen Enden der Lagerbuchse 16 innerhalb jeweiliger erster Gleitlagerflächen 22 radial gelagert ist. An jeweiligen Stirnseiten der Lagerbuchse 16 sind zweite Gleitlagerflächen 24 ausgebildet. Mittels Anschlagen dieser zweiten Gleitlagerflächen 24 an einem Wellenbund 26 der Welle 10 einerseits und einer auf der Welle 10 angeordneten Axialscheibe 28 andererseits ist die Welle 10 axial gelagert.
Im Bereich der beiden ersten Gleitlagerflächen 22 ist die Lagerbuchse an ihrem Außenumfang jeweils mit einer Ringnut 30 versehen, welche als Zuführung für ein Schmiermittel bzw. Schmierstoff, wie beispielsweise Schmieröl, dient. Ausgehend von jeder Ringnut 30 sind erste Bohrungen 32 ausgebildet, welche sich im wesentlichen in radialer Richtung erstrecken und eine schmierstoffleitende Verbindung zwischen der Ringnut 30 und der jeweiligen ersten Gleitlagerfläche 22 herstellen. Zusätzlich sind ausgehend von jeder Ringnut 30 zweite Bohrungen 34 ausgebildet, welche sich im wesentlichen in axialer Richtung bzw. leicht verkippt zu einer Längsachse 36 der Lagerbohrung 18 erstrecken und eine schmierstoffleitende Verbindung zwischen der
Ringnut 30 und der jeweiligen zweiten Gleitlagerfläche 24 herstellen. Es sind jeweils mehrere erste und zweite Bohrungen 32, 34 vorgesehen, welche in Umfangsrichtung gleichmäßig beabstandet ausgebildet sind.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, enden die zweiten Bohrungen 34 offen an der jeweiligen zweiten Gleitlagerfläche 24 für die axiale Lagerung der Welle 10. Auf der zweiten Gleitlagerfläche 24 jeder Stirnseite der Lagerbuchse 16 sind Nuten 38 ausgebildet, wobei jeder zweiten Bohrung 34 eine Nut 38 zugeordnet ist. Jede Nut 38 ist derart ausgebildet und angeordnet, daß diese eine schmierstoffleitende Verbindung zwischen der zweiten Bohrung 34 und der Lagerbohrung 18 herstellt. Auf diese Weise erfolgt eine zusätzliche Zuführung von Schmierstoff zu den axialen Enden der axialen Lagerung der Welle 10 in den ersten Gleitlagerflächen 32.
Figur 3 zeigt eine Seitenansicht einer leicht modifizierten Lagerbuchse 16. Hierbei verlaufen die zweiten Bohrungen 34 achsparallel zur Längsachse 36 der Lagerbohrung 18. Diese zweiten Bohrungen 34 erstrecken sich wiederum ausgehend von den zweiten Gleitlagerflächen 24 in den Bereich der Ringnut 30 und laufen in dieser aus.
Figur 4 verdeutlicht bei dieser leicht modifizierten Lagerbuchse 16 die Anordnung von insgesamt acht Nuten 38, wobei jeder zweiten Nut 38 eine zweite Bohrung 34 zugeordnet ist.
Die flächig ausgebildeten Nuten 38 sind hier ebenfalls gegenüber der Lagerbohrung 18 offen gestaltet, während sie an ihrem radial außen liegenden Bereich von Abschnitten 40 der zweiten Gleitlagerfläche 24 begrenzt werden.
Die Anzahl der Bohrungen 32 sowie 34, deren exakte Ausrichtung sowie Durchmesser werden je nach Anwendungsfall durch den Bedarf an Schmiermittel bestimmt.
Claims
1. Gleitlager für eine Welle (10) eines Abgasturboladers einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, mit einer zylinderförmigen Lagerbuchse (16), die eine axiale Lagerbohrung (18) zur Aufnahme der Welle des (10) Abgasturboladers aufweist, wobei in der Lagerbohrung (18) an axialen Enden der zylindrischen Lagerbuchse (16) jeweils eine erste Gleitlagerfläche (22) für eine radiale Lagerung der Welle (10) des Abgasturboladers ausgebildet ist, an jeder axialen Stirnseite der zylindrischen Lagerbuchse (16) jeweils eine zweite Gleitlagerfläche (24) für eine axiale Lagerung der Welle (10) des Abgasturboladers ausgebildet ist, und in einem axialen Abschnitt (20) zwischen den ersten Gleitlagerflächen (22) die Lagerbohrung (18) derart ausgebildet ist, daß ein Spalt zwischen einer Wandung der Lagerbohrung (18) und der Welle (10) des Abgasturboladers ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich von jeder der ersten Gleitlagerflächen (22) am Außenumfang der zylindrischen Lagerbuchse (16) jeweils eine Schmierstoffzuführung in Form einer Ringnut (30) ausgebildet ist, wobei erste Bohrungen (32) derart angeordnet und ausgebildet sind, daß diese eine schmierstoffleitende Verbindung zwischen der Ringnut (30) und der jeweiligen ersten Gleitlagerfläche (22) herstellen und zweite Bohrungen (34) derart angeordnet und ausgebildet sind, daß diese eine schmierstoffleitende Verbindung zwischen der Ringnut (30) und der jeweiligen zweiten Gleitlagerfläche (24) herstellen.
2. Gleitlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Bohrungen (32) und/oder zweiten Bohrungen (34) in Umfangsrichtung gleichmäßig voneinander beabstandet sind.
3. Gleitlager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß doppelt so viele zweite Bohrungen (34) wie erste Bohrungen (32) ausgebildet sind.
4. Gleitlager nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der zweiten Bohrungen (34) eine Nut (38) auf der zweiten Gleitfläche (24) zugeordnet und diese Nut (38) derart ausgebildet ist, daß sie eine schmierstoffleitende Verbindung zwischen der zweiten Bohrung (34) und der Lagerbohrung (18) herstellt.
5. Gleitlager nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Bohrungen (32) in radialer Richtung ausgebildet sind.
6. Gleitlager nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Bohrungen (34) in axialer Richtung ausgebildet sind.
7. Gleitlager nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Bohrungen (34) parallel zur Lagerbohrung (18) oder in einem vorbestimmten Winkel zur dieser verkippt ausgebildet sind.
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