專利名稱：具有浮動(dòng)盤的液力軸向軸承的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種權(quán)利要求1前序部分所述的具有浮動(dòng)盤的液力軸向軸承。
背景技術(shù)：
為了在例如渦輪增壓機(jī)的液力軸向軸承中改善傾斜狀態(tài)的補(bǔ)償能力和磨損性能，可以在以軸轉(zhuǎn)數(shù)旋轉(zhuǎn)的軸承凸緣和不轉(zhuǎn)動(dòng)的殼體之間安裝所謂的浮動(dòng)盤。其中作為例子可在US-1,786,565及GB-1,095,999中見到。該浮動(dòng)盤的徑向?qū)б窃谛D(zhuǎn)的本體上亦即在軸上或在軸承凸緣上通過一集成在浮動(dòng)盤中的徑向軸承實(shí)現(xiàn)的，正如作為例子在DE-A-19641673中公開的那樣。這樣一個(gè)液力軸向軸承的潤滑一般是借助來自一個(gè)自身的潤滑油系統(tǒng)的潤滑油實(shí)現(xiàn)的或者在渦輪增壓機(jī)情況下經(jīng)過一與該渦輪增壓機(jī)連接的內(nèi)燃機(jī)之潤滑油系統(tǒng)完成的。
在運(yùn)行中將在以只有大約一半運(yùn)行轉(zhuǎn)數(shù)回轉(zhuǎn)的浮動(dòng)盤和軸或軸承凸緣之間建立一個(gè)有承載能力的潤滑油膜。在軸例如由于不平衡而處于大的徑向振動(dòng)情況下，就可能當(dāng)然導(dǎo)致該浮動(dòng)盤之徑向軸承的一個(gè)超載以及其徑向軸承中的磨損。
本發(fā)明的描述由此本發(fā)明的任務(wù)在于，提供一具有浮動(dòng)盤的液力軸向軸承，其中盡可能地排除該浮動(dòng)盤之徑向軸承的超負(fù)載現(xiàn)象。
這個(gè)任務(wù)是通過一按照權(quán)利要求1之特征部分限定的液力軸向軸承解決的。
通過將一浮動(dòng)盤徑向地支承在一固定安置的、將一軸向軸承的旋轉(zhuǎn)體對中包圍的軸承元件上，該在軸承元件和旋轉(zhuǎn)體之間的退耦隙縫中的旋轉(zhuǎn)體之振動(dòng)和撞擊就被截獲并且與該浮動(dòng)盤的徑向軸承保持遠(yuǎn)離。因此，徑向軸承的超載和在該浮動(dòng)盤之徑向軸承中的磨損被避免了。
十分有利的方案是軸承元件和軸承體的整體式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，因?yàn)檫@樣可實(shí)現(xiàn)一特別簡單的和成本廉價(jià)的制造。
但是，軸承元件和軸承體的一種分體式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也可以是有利的，條件是該軸承體例如被制成鑄造件和該軸承元件通過選用特殊的材料或表面處理應(yīng)獲得一高的抗磨性。
在這樣的情況下，在軸承元件和軸承體之間的一種固定的、不可拆卸的連接是很有利的，因?yàn)檫@使得該液力軸向軸承的制造及裝配簡化了。
作為在軸承元件和軸承體之間的固定連接，一個(gè)壓配合是極適合的。這種壓配合確保了該軸承元件相對于旋轉(zhuǎn)體和旋轉(zhuǎn)的浮動(dòng)盤的固定安置，它制造簡單且運(yùn)行可靠。
該軸承元件為了壓配合具有一個(gè)保持在壓合座中的配合件。特別有利的是，該配合件設(shè)有一個(gè)空槽。以此方式該軸承元件就可以簡單地被配合在壓合座中并且該軸承元件在軸承座的區(qū)域中的變形(由于壓配合引起的)就可以被保持得較小。所述空槽還可以同時(shí)很有利地被用作潤滑油槽以用于浮動(dòng)盤的潤滑。
特別有利的是，設(shè)置一閉合的套筒作為軸承元件，以便盡可能地避免由于在退耦隙縫中的潤滑油而減小該退耦性能。
該在軸承元件和旋轉(zhuǎn)的本體之間的退耦隙縫可以優(yōu)選地被構(gòu)造為寬大的容差隙縫。因而，擠入到退耦隙縫中的潤滑油則不會(huì)減小所述的退耦性能。
該軸承元件可以優(yōu)選地被如此地構(gòu)造，以便經(jīng)過該軸承元件，潤滑油可到達(dá)浮動(dòng)盤的徑向軸承中和到達(dá)圍繞其的潤滑隙縫中。
對此例如該軸承元件可以隨著潤滑油輸送被帶到導(dǎo)引的連接中并且該軸承元件與浮動(dòng)盤配合作用的表面可以被如此構(gòu)型，以便經(jīng)過這一型廓在所述潤滑油隙縫間產(chǎn)生一種可讓潤滑油通過的連接。這樣的型廓可以如此設(shè)計(jì)，以便它能作為用于浮動(dòng)盤的液力徑向軸承而工作并且該浮動(dòng)盤本身不必具有一體的徑向軸承。
也可以在軸承體中設(shè)置連接孔，其通入到所述徑向軸承和潤滑隙縫中并與一潤滑油輸入管相連接，因此，潤滑油就可以直接地被供給到潤滑油隙縫和徑向軸承處。這些連接孔除了所述構(gòu)型外或者也可以不用造型而被設(shè)置在軸承元件的外側(cè)面上。
液力軸向軸承的其他優(yōu)選的實(shí)施方案則是其它從屬權(quán)利要求的主題。
附圖的簡述下面借助現(xiàn)有技術(shù)對本發(fā)明主題和兩個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例作詳細(xì)地闡述。以純粹簡圖方式表示

圖1表示一按照現(xiàn)有技術(shù)帶有浮動(dòng)盤的液力軸向軸承被沿著其旋轉(zhuǎn)體的縱軸線剖取的截面圖；和圖2至5表示本發(fā)明帶有浮動(dòng)盤的液力軸向軸承被沿著其旋轉(zhuǎn)體的縱軸線剖取的不同實(shí)施方案之截面圖。
在附圖中應(yīng)用的附圖標(biāo)記和其含意被總結(jié)為附圖標(biāo)記表的方式羅列出來。原則上說，圖中相同的構(gòu)件設(shè)有相同的附圖標(biāo)記。這些被描述的實(shí)施例僅僅作為本發(fā)明技術(shù)主題的示范例而絕沒有限制性的作用。
本發(fā)明的具體實(shí)施方式
圖1表示了現(xiàn)有技術(shù)中的一個(gè)帶有一浮動(dòng)盤12的液力軸向軸承10，其例如應(yīng)用在一渦輪增壓機(jī)中。該軸向軸承10包括一個(gè)軸承體18，其中構(gòu)造一個(gè)用于徑向地支承一旋轉(zhuǎn)的本體(簡稱旋轉(zhuǎn)體)13的徑向軸承17。該徑向軸承17通過一個(gè)徑向軸承元件9實(shí)現(xiàn)，該元件9被配合在軸承體18的一徑向軸承孔8中。該旋轉(zhuǎn)體13在這一實(shí)施例中包括一個(gè)帶一軸承軸頸14和一軸承凸緣20的軸16。該軸承凸緣20具有一個(gè)與軸16垂直地徑向往外伸出的圓盤狀突起22和一個(gè)包圍著該軸承軸頸14的并沿軸向(A)延伸的部分24。該軸承軸頸14和軸承凸緣20是相互固定連接的，例如借助擠壓配合，因此，軸承凸緣20與軸16以相同的轉(zhuǎn)數(shù)一同轉(zhuǎn)動(dòng)。該軸承軸頸14和該軸承凸緣20的部分24延伸入徑向軸承17中并被這個(gè)軸承17所容納。
該軸承凸緣20的突起22位于徑向軸承17的外邊并與軸承體18的壁部26共同構(gòu)成一個(gè)環(huán)槽形的空腔28。在這個(gè)空腔28中安置著浮動(dòng)盤12。該空腔28和浮動(dòng)盤12是如此被確定尺寸的，以便在浮動(dòng)盤12和壁部26之間以及在浮動(dòng)盤12和突起22之間形成潤滑油隙縫25，25’。該浮動(dòng)盤12或壁部26和突起22為了限定當(dāng)時(shí)相應(yīng)的潤滑油隙縫25，25’被如此地構(gòu)型，以便這種結(jié)構(gòu)在運(yùn)行中與提供到該環(huán)槽形空腔28中的潤滑油形成一個(gè)液力軸向軸承。該浮動(dòng)盤12具有一個(gè)中央的圓形孔30，通過它該盤12被支承在旋轉(zhuǎn)的本體13上。該中央圓孔30被構(gòu)造為該浮動(dòng)盤12的液力徑向軸承32，并在運(yùn)行中與提供到該環(huán)槽形空腔28中的潤滑油形成一層對徑向軸承32潤滑的潤滑油膜。通過這樣構(gòu)型的圓孔30還確保在浮動(dòng)盤12和突起22之間構(gòu)成的潤滑油隙縫25’的潤滑油供給。在DE-A_19641673中描述了一個(gè)實(shí)施例，其用于一個(gè)上述構(gòu)型的浮動(dòng)盤12或者上述構(gòu)型的限定空腔28的構(gòu)件22，26以及用于構(gòu)成該徑向軸承。
潤滑油由一個(gè)自身的潤滑油系統(tǒng)或例如在一個(gè)渦輪增壓機(jī)情況下由一個(gè)與渦輪增壓機(jī)相連的內(nèi)燃機(jī)之潤滑油系統(tǒng)輸送提供(未示出)。這種輸送以公知的方式例如通過一個(gè)徑向的輸送通道34實(shí)現(xiàn)，該通道在其徑向上位于內(nèi)部的端部通過一環(huán)通道35與環(huán)槽形空腔28相連接。而且，該徑向軸承17被供有潤滑油，其經(jīng)過一油通道37排出。在該旋轉(zhuǎn)體13之大的徑向振蕩(箭頭B)情況下，可能導(dǎo)致在浮動(dòng)盤12和旋轉(zhuǎn)體13之間發(fā)生潤滑油膜的超負(fù)荷。后果是該軸承的磨損或甚至損壞。
圖2-5表示了本發(fā)明液力軸承10’，10”，10”’，10””之不同的實(shí)施形式，具有一個(gè)與圖1公開的軸向軸承10相應(yīng)的基本結(jié)構(gòu)。與圖1表示的軸向軸承10之不同在于，圖2-5中該浮動(dòng)盤12以其中央的圓孔30被徑向地支承在一個(gè)固定安置的軸承元件38上而不是旋轉(zhuǎn)體13上。在圖2-4中，該軸承體18被制成鑄造件；該軸承元件38由鋼制成并設(shè)有一抗磨損的涂層或表面處理結(jié)構(gòu)。該軸承元件38與軸承體18固定連接并具有一圓筒形的、在軸向(A)上延伸的軸承部分39以及一基本上圓盤形的配合部分40，它相對于軸向(A)垂直地、徑向往外地從軸承部分39伸出。在軸承體18中的凹槽42直接地鄰接于軸承體18的徑向軸承凹槽8并形成一個(gè)用于軸承元件38之配合部分40的壓合座。該軸承元件38的軸承部分39從配合部分40軸向延伸而通過環(huán)槽形的空腔28并直至軸承凸緣20的突起22。因此，該軸承元件38在一分段29上對中地包圍著該軸向軸承10的旋轉(zhuǎn)體13并與其在分段29中的部分構(gòu)成一個(gè)退耦隙縫50。
在圖2中該軸承元件38被構(gòu)造為閉合的套筒36，該退耦隙縫50被構(gòu)造為充滿空氣或油的容差隙縫。在浮動(dòng)盤12和軸承元件38之間的潤滑借助潤滑油實(shí)現(xiàn)，而潤滑油經(jīng)過徑向的輸送通道34和與其連接的環(huán)道35被輸送到該環(huán)槽形的空腔28中。這被組合在浮動(dòng)盤12中的徑向軸承32被如此構(gòu)造，以便實(shí)現(xiàn)在浮動(dòng)盤12和突起22之間的潤滑油隙縫25中的潤滑油流通。
在圖3中表示的液力軸向軸承10”是與圖2中的軸向軸承10’類似的結(jié)構(gòu)。該浮動(dòng)盤12的徑向支承又實(shí)現(xiàn)在一固定安置的軸承元件38上。雖然在這個(gè)實(shí)施例中該軸承元件38的配合部分40具有一個(gè)凹槽48，其允許較容易地配合到通過凹槽42在軸承體18中構(gòu)成的壓合座中并可避免軸承元件38過大的變形。此外在此處表示的實(shí)施例中該環(huán)形的凹槽48與輸入通道34或環(huán)道35相連接并同時(shí)用作潤滑油槽以用于環(huán)槽形空腔28中的油潤滑。替代浮動(dòng)盤12的圓孔30，在這個(gè)實(shí)施例中該軸承元件38的軸承部分39之對著浮動(dòng)盤12的外側(cè)面44被構(gòu)造為徑向軸承32。經(jīng)過軸承部分39之這樣被構(gòu)型的外側(cè)面44也可確保在浮動(dòng)盤12和突起22之間構(gòu)成的潤滑油隙縫25’的潤滑油供給。
在圖4中的軸向軸承10”’是與圖3中所示軸向軸承10”相同的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。該浮動(dòng)盤12之徑向軸承32的潤滑油供應(yīng)和潤滑油隙縫25，25’的潤滑油供給是通過連接孔52可靠地提供的，該連接孔52設(shè)置在軸承元件38之軸承部分39中并將環(huán)槽形空腔28與用于潤滑油的輸送通道34相連接。
圖5表示一軸向軸承10””，其結(jié)構(gòu)與圖2的軸向軸承10’相類似。僅有的不同在于，該軸承元件38和軸承體18被構(gòu)造為一體結(jié)構(gòu)，并在這個(gè)實(shí)例中由鋼構(gòu)成。當(dāng)然也可以將圖3和4所示的實(shí)施例被構(gòu)造成與軸承體18一體結(jié)構(gòu)連接的軸承元件38的形式。
此外軸向軸承10’，10”，10”’，10””之各種不同的其它結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也是可能的。例如除了圖2-4所示的潤滑油供給外可以設(shè)置連接孔52。該液力軸向軸承10’，10”，10”’，10””之旋轉(zhuǎn)體13可以例如在該分段29上僅由軸16或軸頸14組成。也可以代替具有其部分24和突起22的軸承凸緣20而設(shè)置另外的與軸16一同轉(zhuǎn)動(dòng)的元件。該軸承凸緣20之突起22也可以不設(shè)置軸向部分24。該突起22也可以與軸16或軸頸14被構(gòu)造為一體結(jié)構(gòu)。該軸承元件38可以例如沒有徑向往外伸出的配合部分，而是為管形的構(gòu)造并借助一個(gè)簡單的緊縮配合與軸承體18固定連接。也可以想到另外的連接方式例如焊接。該軸承元件38也可以不與軸承體18而是與其它固定安置的元件例如一殼體件固定連接。一凹槽48也可以被設(shè)置為潤滑油槽，此時(shí)這個(gè)凹槽不需要被用于壓配合。
在本發(fā)明之液力軸向軸承10的設(shè)計(jì)方案中，該位于旋轉(zhuǎn)體13和固定安置的軸承元件38之間的退耦隙縫50可防止將旋轉(zhuǎn)體13的徑向振動(dòng)(箭頭B)傳遞到浮動(dòng)盤12的徑向軸承32上。該浮動(dòng)盤12和其徑向軸承32則不會(huì)通過所述振動(dòng)被加載，因而軸承的磨損被避免了或甚至避免軸承的失效。
附圖標(biāo)記表8徑向軸承凹槽9徑向軸承件10-10””液力軸向軸承12 浮動(dòng)盤13 旋轉(zhuǎn)體14 軸承軸頸16 軸17 徑向軸承18 軸承體20 軸承凸緣22 突起24 軸承凸緣的部分25，25’ 潤滑油隙縫26 壁部28 環(huán)槽形空腔29 分段30 中央圓孔32 徑向軸承34 輸送通道35 環(huán)通道36 套筒37 油道38 軸承件39 軸承部分40 配合部分42 槽
44 外側(cè)面48 凹槽50 退耦隙縫52 孔
權(quán)利要求
1.液力軸向軸承，具有一個(gè)軸承體(18)；一個(gè)被支承在軸承體(18)的一徑向軸承(17)中的旋轉(zhuǎn)的本體(13)，其具有一共同轉(zhuǎn)動(dòng)的突起(22)；一個(gè)浮動(dòng)盤(12)，其被安置在位于突起(22)和固定安置的軸承體(18)之一壁部(26)之間的一個(gè)環(huán)槽形空腔(28)中并且徑向上經(jīng)過一液力徑向軸承(32)被支承，其特征在于該浮動(dòng)盤(12)徑向上被支承在一固定安置的軸承元件(38)上，該元件(38)對中地包圍著在一分段(29)上的旋轉(zhuǎn)體(13)，從而，在分段(29)中的固定安置的軸承元件(38)和旋轉(zhuǎn)體(13)之間構(gòu)成一退耦隙縫(50)。
2.按權(quán)利要求1的液力軸向軸承，其特征在于該軸承元件(38)與軸承體(18)構(gòu)造為一體結(jié)構(gòu)。
3.按權(quán)利要求1的液力軸向軸承，其特征在于該軸承元件(38)和軸承體(18)是獨(dú)立的構(gòu)件并且該軸承元件(38)與軸承體(18)固定連接，而且最好經(jīng)過壓配合完成。
4.按權(quán)利要求3的液力軸向軸承，其特征在于該軸承元件(38)具有一個(gè)配合在一壓合座中的配合部分(40)，在該配合部分中特別地設(shè)置一凹槽(48)，其最好也用作潤滑油槽。
5.按權(quán)利要求1-4之一的液力軸向軸承，其特征在于該軸承元件(38)是一個(gè)閉合的套筒(36)。
6.按權(quán)利要求1-5之一的液力軸向軸承，其特征在于該退耦隙縫(50)是一個(gè)充滿空氣的容差隙縫。
7.按權(quán)利要求1-4之一的液力軸向軸承，其特征在于該環(huán)槽形空腔(28)和在其中安置的潤滑油隙縫(25，25’)以及徑向軸承(32)經(jīng)軸承元件(38)與潤滑油輸送通道(34)連接。
8.按權(quán)利要求7的液力軸向軸承，其特征在于這兩個(gè)潤滑油隙縫(25，25’)經(jīng)過一適宜的構(gòu)型在該軸承元件(38)的一軸承部分(39)之對著該浮動(dòng)盤(12)的外側(cè)面(44)上相互連接。
9.按權(quán)利要求7或8的液力軸向軸承，其特征在于環(huán)槽形空腔(28)、潤滑油隙縫(25，25’)和徑向軸承(32)經(jīng)過軸承元件(38)中的連接孔(52)與潤滑油輸送通道(34)相連接。
全文摘要
在一液力軸向軸承(10)中,在一軸承體(18)的徑向軸承(17)中徑向地支承一旋轉(zhuǎn)體(13)。該旋轉(zhuǎn)體(13)包括一個(gè)其軸承軸頸(14)支承在徑向軸承(17)中的軸(16)和一與軸(16)固定連接的軸承凸緣(20),其與軸(16)共同轉(zhuǎn)動(dòng)。在一位于固定軸承體(18)的壁部(26)和同步轉(zhuǎn)動(dòng)軸承環(huán)(20)之突起(22)間的環(huán)槽形空腔(28)中安置一浮動(dòng)盤(12)。浮動(dòng)盤(12)具有一中央圓孔(30),其被構(gòu)造為整體的液力徑向軸承(32)。用此徑向軸承(32),該浮動(dòng)盤(12)徑向地支承在一固定的并在一分段(29)上對中地包圍著該旋轉(zhuǎn)體(13)的軸承元件(38)上。
文檔編號(hào)F01D25/16GK1349057SQ0113577
公開日2002年5月15日 申請日期2001年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月17日
發(fā)明者B·阿曼, J·普羅澤爾 申請人:Abb渦輪系統(tǒng)有限公司