轴承布置结构 |
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| 申请号 | CN200810170310.2 | 申请日 | 2008-10-10 | 公开(公告)号 | CN101408227B | 公开(公告)日 | 2010-12-01 |
| 申请人 | 卡尔弗罗伊登柏格两合公司; | 发明人 | E·博克; M·格拉姆利克; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种用于在壳体(3)中支承轴(2)的 轴承 布置结构(1)，其中在壳体(3)中设计至少一个碗形的轴承支承面(4)，轴(2)可 定位 在该轴承支承面中，在轴承支承面(4)和轴(2)之间形成间隙(5)并且在间隙(5)中设有至少一个节流元件(6)。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于在壳体(3)中支承轴(2)的轴承布置结构(1)，其中在壳体(3)中设计至少一个碗形的轴承支承面(4)，轴(2)可定位在该轴承支承面(4)上，在轴承支承面(4)和轴(2)之间形成间隙(5)并且在间隙(5)中设有至少一个节流元件(6)，在轴承支承面(4)中设有至少一个凹部(8)，节流元件(6)设置在该凹部(8)中，节流元件(6)可相对凹部(8)转动地设置在轴(2)上，节流元件(6)在外周侧和/或内周侧上具有至少一个凸起(9)和/或凹陷(10)。 |
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| 说明书全文 | 轴承布置结构技术领域[0001] 本发明涉及一种用于在壳体中支承轴的轴承布置结构。 背景技术[0002] 内燃机的轴通常支承在滑动轴承中。滑动轴承包括轴承支承面，该轴承支承面至少部分地包围待支承的轴，其中在轴承支承面和轴之间存在间隙，润滑剂位于该间隙中。该润滑剂能够通过轴承支承面中的或者轴中的孔、槽或其它凹部进入间隙中。轴承布置结构的间隙由于壳体和轴的不同热膨胀系数而变动。由此，过大的间隙导致大量润滑剂以不希望的方式从轴承布置结构中流出，这会导致间隙中的润滑油膜裂开并因此导致轴承布置结构提前磨损。这类问题特别是在壳体结构中使用轻金属时出现，因为轻金属的热膨胀系数不同于钢(轴通常所使用的材料)的热膨胀系数。应尽可能简单并使用较少的部件来支承不(能)像曲轴那样承受强载荷的轴。 发明内容[0003] 本发明的目的在于，提供一种可简单且经济地制造的用于在壳体中支承轴的轴承布置结构。 [0005] 为了实现上述目的提出一种用于在壳体中支承轴的轴承布置结构，其中在壳体中设计至少一个碗形(schalen rmig)的轴承支承面，轴可定位在该轴承支承面上，在轴承支承面和轴之间形成间隙并且在该间隙中设有至少一个节流元件。根据本发明，轴承支承面直接一体成形在壳体中。为此在壳体中设计轴承座并且这样加工面向轴的面，使得该面形成轴承支承面。因此，具有轴承支承面的轴承座设计成与壳体材料一致且一体的。根据本发明，不使用轴瓦，因此得到了一种部件数量少的和可经济制造的轴承布置结构。这种轴承布置结构特别适合于支承不像内燃机的曲柄轴那样承受机械载荷的轴。这类轴例如是内燃机的凸轮轴或平衡轴或变速箱/减速箱的各种轴。由于在这里构成轴承布置结构的一部分的壳体通常由轻金属制成，而轴优选由合金钢制成，所以在轴承支承面和轴之间的间隙中设有节流元件。该节流元件限制润滑剂的流动，并且在较高温度下当间隙尺寸变大时阻止轴承布置结构中的润滑剂压力下降，因此也阻止存在于间隙中的润滑油膜裂开。 [0006] 可在每个轴承支承面上设置两个节流元件，这两个节流元件分别配设于轴承支承面的一个边缘。由此通过节流元件在两侧限制形成在轴承支承面和轴之间的间隙。 [0007] 在轴承支承面中可设置至少一个凹部，节流元件设置于该凹部中。节流元件被容纳(kammern)并因此固定在所述凹部中。所述凹部可这样设计，使得节流元件以一定的余隙支承在所述凹部中并且润滑剂优选在所述凹部和节流元件之间经过间隙。这种设计使得节流元件能够在径向方向上膨胀。所述凹部优选设计成至少部分地在轴承支承面中环绕的凹槽。 [0008] 节流元件能够设计成至少一部分圆形的。轴承布置结构通常仅在半圆上具有轴承支承面廓形。在此勾划出轴承支承面的廓形，该轴承支承面面向主载荷方向并且因此不像设置在背向主载荷方向一侧上的另一个轴承支承面一样承受这么重的载荷。这里，廓形是指用于为轴承布置结构供应润滑剂的装置和凹部的布置结构。在载荷作用下，在与主载荷相对的轴承支承面上产生较大的间隙。因此，在这里优选设置限制润滑剂流的节流元件。为此，该节流元件可优选设计成半圆形。 [0009] 节流元件可设计成环形。这种节流元件完全包围轴并且当轴的载荷方向变化时特别有利。 [0010] 节流元件可设计成矩形环(Rechteckring)。矩形环可简单且经济地制造。 [0011] 节流元件能够可相对凹部转动地设置在轴上。为此节流元件优选具有狭缝，使得节流元件能张开以安装在轴上。安装好之后，节流元件不可相对转动地(drehfest)设置在轴上并且浮动支承在凹部中。润滑剂流发生在形成在凹部和节流元件之间的间隙中。在此实施形式中有利的是，节流元件能在径向方向上以及根据凹部的宽度也能在轴向方向上运动和膨胀。在轴向方向上的、亦即节流元件和凹部侧壁之间的间隙宽度由润滑剂压力确定。 [0012] 节流元件可在外周侧和/或内周侧具有至少一个凸起和/或凹陷。在此情况下，节流元件的基本形状是矩形环，设计成整圆或部分圆、例如半圆。节流元件的有利实施形式在外周侧上大约中间处具有凹陷或凸起。该凹陷或凸起可设计成圆形的。在另一有利的实施形式中，节流元件在外周侧和内周侧上均具有凹陷。通过这种构型，凹陷附近的材料或凸起本身在例如由于节流元件的膨胀而受到压应力时在界定的结构空间中沿径向方向偏移到附近的自由区域并且因此消除应力。优选选择在压力和温度下塑性变形的材料。通过节流元件的材料选择和造型便可以在很短的启动时间之后持久地产生最佳的润滑剂流。用于节流元件的可想到的材料优选为聚合物，特别是聚四氟乙烯(PTFE复合物)、聚醚醚酮(PEEK)、聚酰胺亚胺(PAI)和聚酰亚胺。上述节流元件的有利效果并不局限于本文所述的轴承布置结构，更确切地说，这类节流元件可有利地用于所有可想到的装配有节流元件的滑动轴承中。 [0013] 节流元件可配设将其压在轴上的弹簧元件。为此，弹簧元件可直接并且优选在外周侧上作用在节流元件上。在其它实施形式中，所述弹簧元件也可间接地作用在节流元件上。弹簧元件使得节流元件被与润滑剂的流体动压力和静压力无关地恒定压紧。因此，节流元件例如在轴的启动过程中也一直贴靠在轴上。此外，节流元件可脱离流体动压力的影响。这种脱离可通过结构的匹配或分离/单独的构件来实现。这种脱离可这样实现，即润滑剂的流体动压力仅作用在侧面上。 [0014] 可设置用于输入润滑剂的装置。该装置可设计成通入轴承支承面或也通入轴、优选通入两个节流元件之间的孔。除孔之外还可设置凹槽，在该凹槽中通过孔输入的润滑剂分布在节流元件、轴承支承面和轴之间的空隙中。 [0015] 使用按照前述权利要求中任一项所述的轴承布置结构来支承凸轮轴、平衡轴、控制器轴/换档轴或传动轴。上述轴承布置结构特别适合于支承上述轴，因为这些轴承受不像曲轴那样的载荷。因此，该轴承布置结构由于成本的原因也应较简单地实施。附图说明 [0016] 通过附图详细说明根据本发明的轴承布置结构的几个实施例。这些图分别示意示出： [0017] 图1示出根据本发明的轴承布置结构； [0018] 图2示出节流元件的几个实施例。 具体实施方式[0019] 图1示出用于在壳体3中支承轴2的轴承布置结构1。在壳体3中直接设计出碗形的轴承支承面4，轴2可转动地支承在该轴承支承面上。在运行时通过润滑剂的流体动压力和或许通过其它影响(例如弹力)，在轴承支承面4和轴2之间形成有间隙5。为了限制润滑剂流，在间隙5中设有两个节流元件6，其分别配设于轴承支承面4的一个边缘7。节流元件6被引入并固定在设置在轴承支承面4中的凹部8内。在此实施例中，半圆形的节流元件6设计成矩形(截面)环。在另一实施例中，节流元件6被设计并且可相对凹部8转动地设置在轴2上。在节流元件6之间，在间隙5中设有用于输入润滑剂的装置11。该轴承布置结构1特别适合于支承凸轮轴、平衡轴、控制器轴或传动轴。 [0020] 图2示出节流元件的不同实施例。除了上述轴承布置结构1外，该节流元件也可设想用在其它滑动轴承布置结构中。节流元件6在基本形状上设计成矩形环，其中节流元件可以是圆形的或也可仅仅是部分圆、例如半圆。节流元件由聚合物材料例如PTFE、PEEK或PAI组成。在第一实施例中，节流元件6在外周侧具有梯形凸起9。在第二实施例中，节流元件6在外周侧具有半圆形的凹陷10，而在第三实施例中节流元件6在外周侧和内周侧分别具有半圆形的凹陷10。 |
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