徑向軸承的製作方法

2023-04-27 19:21:46

徑向軸承的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種徑向軸承，其包括：殼體；沿著軸承軸線延伸的殼體穿孔；多個傾斜區段，它們圍繞軸承軸線布置用於支承轉軸，並且分別具有徑向靠外的支承面，傾斜區段利用該支承面支撐在殼體上的承託面上；每個傾斜區段的徑向靠外的承託面和承託面相互對置布置；每個傾斜區段相對於殼體可運動地布置；本發明的特徵在於以下特點：所述面的第一個面利用垂直於軸承軸線的第一斷面構成了第一斷面曲線；第一斷面曲線是弧形凸起的並且具有第一主弧半徑，以及第二個面利用垂直於軸承軸線的斷面構成第二斷面曲線；第二斷面曲線相應地弧形凹陷並且具有第二主弧半徑，其中，第一個面的第一主弧半徑的絕對值小於第二個面的第二主弧半徑的絕對值；並且第一個面利用平行於軸承軸線的第二斷面構成第三斷面曲線；第三斷面曲線是弧形凸起的並且具有第一次弧半徑，以及第二個面利用平行於軸承軸線的第二斷面構成第四斷面曲線；第四斷面曲線相應地弧形凹陷或者不是弧形的，並且具有第二次弧半徑，或者相應地沒有弧度，其中所述兩個次弧半徑相互不同。
【專利說明】徑向軸承

【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種根據權利要求1的前序部分所述的徑向軸承。因此，這是一種具 有多個支承著轉軸的傾斜區段的軸承。它被稱為傾斜區段軸承，並且屬於流體動力滑動軸 承。

【背景技術】
[0002] 在此參閱以下專利：
[0003] US 5738447 A
[0004] US 6485182 B
[0005] DE 60110751 T2
[0006] DE 69503138 T2
[0007] EP 2339192 A1
[0008] DE 19514830 C2
[0009] GB 2285491 A
[0010] DE 602004003239 T2
[0011] EP 1859175 B1
[0012] CH 558481 A。
[0013] 渦輪傳動裝置的轉子動力屬性主要是由軸承系統的屬性確定，並且由轉軸的幾何 外形確定。在轉軸轉數很高的情況下，在這裡首先是使用徑向傾斜區段軸承。渦輪傳動構 造的開發使得在同時需要更高的效率和更穩定的振蕩性能時功率傳遞更大、功率密度更大 並且轉數更高。為了滿足這些越來越高的要求，需要徑向傾斜區段軸承，它能夠在渦輪傳動 系統中具有更高的轉數和軸承壓緊度的情況下、在非靜態運行時軸承空隙變化更小的情況 下、在軸承變形量小的情況下並且振蕩屬性提高的情況下運行。
[0014] 軸承的這些提到屬性相互依賴。例如通過更高的軸承壓緊度實現以下可能性，即， 讓軸承更小並且軸承的效率提高。
[0015] 在啟動渦輪傳動裝置時，由於非靜態的運行，可能在軸承散熱效果低的情況下局 部產生強烈的熱膨脹，這在傾斜區段軸承中會導致軸承間隙過小。
[0016] 所述徑向傾斜區段軸承特別是考慮用於超臨界旋轉的轉軸，它們的振蕩性能主要 受到軸承的硬度和減震性能的影響。


【發明內容】

[0017] 本發明的目的在於，如下地構造根據權利要求1的前序部分所述的徑向軸承，即， 使得它在軸承壓緊度、效率和振蕩性能方面能夠超過目前用於徑向傾斜區段軸承的限定範 圍。
[0018] 該目的通過根據權利要求1所述的徑向軸承得以實現。
[0019] 根據本發明的徑向軸承包括殼體、沿著軸承軸線延伸的殼體穿孔、多個傾斜區段， 這些傾斜區段為了支承轉軸圍繞軸承軸線布置，並且分別具有徑向靠外的支承面，傾斜區 段利用該支承面支撐在殼體上的承託面上，其中，每個傾斜區段的徑向靠外的支承面和承 託面相互對置布置。每個傾斜區段都相對於殼體可運動地布置。
[0020] 根據本發明，這些面的第一個面利用垂直於軸承軸線的第一斷面構成第一斷面曲 線。第一斷面曲線弧形凸起並且具有第一主弧半徑，並且第二個面利用垂直於軸承軸線的 斷面構成第二斷面曲線。第二斷面曲線相應地是弧形凹陷的並且具有第二主弧半徑，其中， 第一個面的第一主弧半徑的絕對值小於第二個面的第二主弧半徑的絕對值。第一個面利用 平行於軸承軸線的第二斷面構成第三斷面曲線。第三斷面曲線是弧形凸起的並且具有第一 次弧半徑。第二個面利用平行於軸承軸線的第二斷面構成第四斷面曲線。第四斷面曲線相 應地是弧形凹陷的，或者不是彎曲的，並且具有第二次弧半徑，或者相應地不具有弧度，其 中，這兩個次弧半徑相互之間有區別。
[0021] 因此，對於次弧的兩個斷面曲線可以存在這些凸起對凹陷或者凸起對平坦或者凹 陷對凸起或者平坦對凸起的弧組合。
[0022] 兩個次弧半徑在承託面與徑向靠外的支承面的碰觸點處的關係可以根據彎曲組 合方式如下地實現，即，使得徑向靠外的支承面和承託面之間總是僅存在一個碰觸點。
[0023] 本發明的主要理念在於，如下地構造單個傾斜區段的徑向靠外的支承面和壓塊的 承託面，即，使得這兩者相互之間基本上構成點支承關係，但是在此至少保持傳統的徑向傾 斜區段軸承的線碰觸的軸承硬度，並且傾斜區段在運行時僅僅通過轉軸和傾斜區段之間的 潤滑膜壓的流體動力的作用力以及傾斜區段和固定在殼體上的壓塊之間的接觸來保持在 周向方向上的理想的位置上。
[0024] 對於這種平衡狀態至關重要的是，承託面與徑向靠外的支承面之間位於垂直於軸 承軸線的斷面中的碰觸點中的第二主弧半徑小於軸承軸線和碰觸點之間的間距。
[0025] 各個相應的傾斜區段在非傾斜的狀態下應該至少能夠在兩個方向上傾斜，也就是 一方面圍繞著平行於徑向軸承的縱軸的第一傾斜軸線延伸，另一方面圍繞著垂直於第一傾 斜軸線或與之成夾角地並且因此垂直於軸承軸線或與之成夾角的第二傾斜軸線延伸，以下 將徑向軸承的縱軸稱為軸承軸線。
[0026] 這兩條傾斜軸線在此相對於軸承軸線不一定要位置固定，而是可以因為各個支承 面和承託面之間的相對旋轉或滾軋運動而相對於軸承軸線、特別是連帶著相應的傾斜區段 一起運動。這種傾斜能力使得徑向軸承中的轉軸能夠進行平衡運動，並且藉助根據本發明 的主弧和/或次弧得以實現。在此，後者可以延伸過整個元件（傾斜區段、壓塊），所謂的從 邊沿到邊沿，或者卻僅部分地延伸過這個元件。由此得以實現的是，單個的傾斜區段在一定 程度上具有不受限的傾斜自由，並且不出現局部的過載或邊緣磨損。
[0027] 因為兩個相對置的面的主弧半徑和次弧半徑相互之間分別有區別，所以從兩個面 的理論上的碰觸點出發，兩者之間的間距越來越大。
[0028] 在此，優選地，同一個面的主弧半徑以及次弧半徑也可以相互有區別。這就是說， 例如相應的傾斜區段的主弧具有的半徑不同於次弧。類似地，在所述面的主弧和次弧的不 斷變化的半徑中也是如此，正如下面還會實施的那樣。
[0029] 優選地，每個傾斜區段的徑向靠外的支承面直接地，也就是在中間不加入其它的 元件的情況下，被承託面所承載。這個概念直接包含在內的意思是，在滑動軸承運行時，相 互朝向對方的面，也就是徑向靠外的支承面和承託面，可以被潤滑劑膜相互隔離開，並且因 此不直接碰觸。如果下面說到這一個面在另一個面上滾動或滾軋，那麼也總是表示，在它們 之間存在這種潤滑劑膜。傾斜區段優選地具有正好一個、特別是連續的面，也就是徑向靠外 的支承面，藉助它使得傾斜區段同樣被正好一個搭配面，也就是承託面，所承載。分別要這 樣設置斷面，即，使得從斷面與相應面的剖面中得到的曲線位於這些面的邊沿的中間。然而 並不一定是如此。因此可以如下地設置斷面，即，使得也可以實現相對於這些面的邊沿不對 稱的弧。
[0030] 此外，至少其中一個所述面的主弧半徑和/或次弧半徑可以變化。
[0031] 作為補充的、根據本發明的構想在於，設計一種用於冷卻傾斜區段的潤滑劑和冷 卻系統，使得這種軸承在運行時具有比傳統的徑向傾斜區段軸承更低的溫度。冷卻系統具 備的特徵是，能夠儘可能直接地並且針對傾斜區段的徑向靠內的支承面提供新鮮的（相對 較冷的）冷卻劑，並且將通過軸承而升溫的冷卻劑儘可能直接地在升溫以後再次從軸承中 導走。
[0032] 優選地可以通過以下方式完成傾斜區段的冷卻，S卩，在兩個傾斜區段之間設計用 於將冷卻劑或潤滑劑輸送給由相應的傾斜區段和轉軸構成的間隙的供油條。在此，供油條 在間隙的區域內注入，其中，它的注入面朝向傾斜區段的稜邊，特別是朝向在轉軸的旋轉方 向上看首先被轉軸掃過的進口邊。
[0033] 在此可以設計多個供油條，它們分布在徑向軸承周向上，使得分別在兩個相鄰的 傾斜區段之間布置了一個這種供油條。
[0034] 此外，所述至少一個供油條朝向轉軸的旋轉軸或軸承軸線的徑向線傾斜。
[0035] 優選地，在至少一個傾斜區段的進口邊的範圍內設計了用於將從供油條溢出的油 輸送至由轉軸和傾斜區段構成的間隙。在此，供油條包含多個油通道。因此，供油條或油通 道的注入口能夠被注入口的縱軸方向上的留空部部分地或完全地重疊。因此，傾斜區段的 留空部的縱軸與供油條的縱軸共軸地或平行地延伸。留空部和注入口的面也可以設計為覆 蓋範圍相同。這些留空部可以實現為特別是對稱的凹槽。留空部的縱軸或對稱軸也可以與 徑向線重合，或者與之平行延伸。作為附加或者作為代替，對於供油條的油通道來說也可以 是這種情況。
[0036] 根據另一種實施方式，徑向軸承包括用於攔截來自相應的傾斜區段和轉軸構成的 間隙的相對較熱的夾帶油的第一油封，其中，第一油封布置在兩個傾斜區段之間，並且利用 它的自由端部從徑向以外伸入間隙的區域內。於是，第一油封攔截住大部分熱的、從間隙中 溢出的油。
[0037] 徑向軸承也可以包括另一個用於將相對較冷的新鮮油導向由相應的傾斜區段和 轉軸構成的間隙的油封，其中，該另一個油封布置在兩個傾斜區段之間，並且利用它的自由 端部從徑向以外伸入殼體和傾斜區段之間的中間區域內。
[0038] 優選地，油封中的至少一個的自由的、徑向靠內的端部位於其直接臨界的傾斜區 段的徑向靠內的支承面上或者位於其徑向以外。在此，特別是其中一個油封的自由端部可 以在轉軸的周向方向上與另一個油封的自由端部間隔開，並且特別是在轉軸的旋轉方向上 看布置在另一個油封的自由端部前方。
[0039] 在此，根據另一種實施方式，這一個和另一個油封相互之間在軸向上間隔開的情 況下分別布置在同一個供油條上。
[0040] 優選地，油封中的至少一個的徑向靠內的端部可以位於徑向靠內的支承面上或者 位於其徑向以外，其中，這些油封優選地固定在供油條上，特別是形狀配合、力配合或者材 料配合地固定在其徑向靠內的端部上，或者與供油條或者與殼體形成一個整體。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0041] 其他的特徵從以下說明中得出。其中示出了以下細節：
[0042] 圖1用等軸示圖示出了徑向傾斜區段軸承。
[0043] 圖2用朝向端側的俯視圖示出了根據圖1所示的軸承。
[0044] 圖3用側視圖示出了根據圖1所示的軸承。
[0045] 圖4是穿過根據圖1所示的軸承的軸向剖面圖A-A。
[0046] 圖5是穿過根據圖1所示的軸承的徑向剖面圖B-B。
[0047] 圖6用放大的比例示出了供油條的細節。
[0048] 圖7用放大示圖示出了具有壓塊的傾斜區段。
[0049] 圖8用空間示圖示出了徑向靠外的支承面以及承託面的弧線。
[0050] 圖9用空間示圖象徵性地示出了徑向靠外的支承面以及承託面的弧半徑延伸。

【具體實施方式】
[0051] 徑向軸承包括帶有穿孔的殼體1。也可以說，該殼體1由圓柱形的套筒構成。在所 示情況下，它由兩個半殼構成。見圖1和2。也可以是多個分殼。
[0052] 最主要的元件可以從圖4和7至9中看出。在這裡首先可以說出傾斜區段2。後 者圍繞著軸承軸線11a成組地布置。在所示情況下是四個傾斜區段。但也可以更多或更少。
[0053] 正如能夠特別好地從圖7中看出的那樣，每個傾斜區段2具有徑向靠內的支承面 2. 1和徑向靠外的支承面2. 2。徑向靠外的支承面2. 2由殼體1上的承託面3. 1承託。徑 向靠外的支承面2. 2以及承託面3. 1相互對置布置。承託面3. 1在這裡由壓塊3構成，使 得每個傾斜區段2都由一個壓塊3優選地直接承託住。
[0054] 壓塊1在所示情況下進入了殼體1中。然而它也可以以其他的方式固定在殼體1 上，或者與殼體1形成一個整體。
[0055] 此外，圖1至3能夠看出殼體1的側蓋1. 1。側蓋1. 1承託著進入了傾斜區段2的 傾斜區段保持銷2. 3。在不運行時、裝配時和運輸徑向軸承時，傾斜區段保持銷2. 3負責讓 傾斜區段2不會從軸承中掉落出去，卻能夠在加工到側蓋1. 1中的徑向的和切線方向上的 間隙的範圍內運動。因此，傾斜區段保持銷2. 3能夠在徑向軸承不運行時主要在朝向軸承 軸線11a的徑向及切線方向上形狀配合地與側蓋1. 1連接。當傾斜區段在運行時發生空間 平衡運動時，傾斜區段保持銷2. 3不會損害傾斜區段2。對於軸承的運行而言，傾斜區段保 持銷2. 3不是必要的。
[0056] 類似地也可以考慮的是，讓傾斜區段保持件2. 3與側蓋1. 1固定地連接，並且與傾 斜區段2中所屬的穿孔有間隙。
[0057] 傾斜區段2的徑向靠內的支承面2. 1用於支承在此未示出的轉軸。後者被殼體1 所包圍。徑向靠內的支承面2.1的半徑大於軸承座上的轉軸的半徑。但是也可以考慮徑向 延伸。軸承相對於殼體1藉助傾斜區段2在徑向上被承託住。
[0058] 為了讓徑向軸承在運行時能夠承受並平衡轉軸的空間運動，每個傾斜區段2都能 夠相對於殼體1運動地布置。其中，圖8僅示出這兩個面2. 2, 3. 1，也就是處於起始狀態，在 這個狀態下，轉軸的旋轉軸12a與軸承軸線11a重合。然而不必非得如此。兩條軸線11a， 12a也可以相互平行地延伸。軸線13a垂直於軸承軸線11a延伸。
[0059] 圖8和9的示圖不是忠實於真實比例的，所以特別是僅表明了兩個面2. 2, 3. 1的 弧半徑的根據本發明的區別。
[0060] 正如圖9中所示的那樣，這些面2. 2, 3. 1中的第一個面，在這裡就是徑向靠外的支 承面2. 2,利用垂直於軸承軸線11a的第一斷面12構成第一斷面曲線S1。該第一斷面曲線 凸起並且具有第一主弧半徑R1。第二個面，這裡是承託面3. 1，它利用垂直於軸承軸線11a 的斷面12構成第二斷面曲線S2,其相應地是凹陷的，並且具有第二主弧半徑R2。相反地， 承託面3. 1的斷面曲線S2可以相應地是凸起的，並且徑向靠外的支承面2. 2的斷面曲線S1 可以相應地是凹陷的（未示出）。
[0061] 除了主弧以外，面2. 2, 3. 1中的至少一個還具有次弧。因此，正如在圖9中所示的 那樣，徑向靠外的支承面2. 2利用垂直於軸承軸線11a的第二斷面13構成第三斷面曲線 S3。斷面曲線S3是凸起的，並且具有第一次弧半徑R3。相應地，承託面3.1利用第二斷面 13構成第四斷面曲線S4,它是凹陷的並且具有第二次弧半徑R4。作為代替，承託面3. 1也 可以不具有次弧（未示出），並且因此具有第二次弧半徑R4,其有限延伸。
[0062] 因此，這些面2. 2, 3. 1被兩個相互垂直延伸的斷面12和13所截斷，其中，斷面12 垂直於軸承軸線11a，並且斷面13又平行於軸承軸線11a，並且在所示情況下穿過軸承軸線 11a延伸。各個面的斷面曲線因為相交而形成交點。如果相對置的面2. 2, 3. 1的兩個交點 相互接觸，那麼下面就將其稱為碰觸點S。
[0063] 正如開頭所述的那樣，兩條在圖8和9中所示的並且相互垂直延伸的軸線11a和 12a也可以稱為傾斜區段2的傾斜軸。
[0064] 斷面13延伸穿過軸承軸線11a和碰觸點S。斷面12垂直於斷面13穿過碰觸點S 和軸線13a延伸。
[0065] 傾斜區段2可以相互獨立地平衡轉軸的兩種運動，即主運動和從運動。主運動描 述的是當徑向靠外的支承面2. 2的第一主弧半徑R1在承託面3. 1的第二主弧半徑R2上滾 動時，轉軸在旋轉軸12a與軸承軸線11a平行的情況下在徑向上的運動。
[0066] 從運動描述的是當徑向靠外的支承面2. 2的第一次弧半徑R3在承託面3. 1的第 二次弧半徑R4上滾動時，轉軸因為轉軸軸線12a向軸承軸線11a傾斜產生的運動，同時，這 兩條軸線保留在斷面13中。傾斜軸在這裡是軸線13a。
[0067] 通過兩種運動相互獨立地重疊，所以使得每個傾斜區段2都可以平衡預定範圍內 的任何轉軸運動。
[0068] 在投映出了主運動的滾動半徑的斷面12中，徑向靠外的支承面2. 2的斷面曲線S1 示例性地總是凸起地延伸，承託面3. 1的斷面曲線S2示例性地總是凹陷地延伸。在此，第 一主弧半徑R1的絕對值總是小於第二主弧半徑R2的絕對值。
[0069] 在圖9中，投映了從運動的滾動半徑的斷面13中的斷面曲線S3和S4對於徑向靠 外的支承面2. 2示例性地具有凸起的延伸，對於承託面3. 1示例性地具有凹陷的延伸。在 此，第三次弧半徑R3的絕對值總是小於第四次弧半徑R4的絕對值。
[0070] 無論在圖中所示的實施方式如何，就次弧的構造方式而言可以考慮兩個面2. 2， 3.1的不同的組合方式。
[0071] 對於從運動，在斷面13中也可以考慮讓徑向靠外的支承面2. 2和承託面3. 1具有 以下的線性輪廓：
[0072] 斷面13中的斷面曲線 支承面2.2 (R3)承託面3.1 (R4)半徑比較關係 情況1 凸起 凹陷 丨R3丨 丨R4 Γ) 情況4 平坦 凸起
[0073] #) 1 R 1等於R的絕對值
[0074] 斷面曲線的在第一斷面12中的弧形延伸（主運動），在這裡也稱為主弧半徑，以及 斷面曲線的在第二斷面13中的弧形延伸（從運動），在這裡也稱為次弧半徑，都變化並且不 必是恆定的。正如在圖9中所示的那樣，例如在這裡弧形凸起的支承面2. 2的第一次弧半 徑R3的絕對值可能隨著與交點/碰觸點S的間距越來越大而減小。作為代替或者作為附 力口，在這裡示為凹陷的承託面3. 1的次弧半徑R4的絕對值也可以隨著與交點/碰觸點S的 間距越來越大而增大。
[0075] 對於主弧半徑來說也是如此：
[0076] 在這裡弧形凸起的支承面2. 2的第一主弧半徑R1的絕對值例如可以隨著與交點/ 碰觸點S(見圖9)的間距越來越大而減小。作為代替或者作為附加，在這裡示為凹陷的承 託面3. 1的第二主弧半徑R2的絕對值也可以隨著與交點/碰觸點S的間距越來越大而增 大。
[0077] 通過在此描述的變化方案，S卩，弧半徑沿著斷面12和13中的斷面曲線S1-S4的線 性輪廓延伸，在傾斜區段2通過接近點接觸而同時運動時實現軸承理想的高徑向硬度。
[0078] 在傾斜區段軸承運行時，基於自調節的軸承力平衡使得傾斜區段2在周向方向上 相對於軸承軸線11a自動地定位，並且同時避免了徑向軸承中的轉軸傾斜（Verkanten)。
[0079] 傾斜區段2在軸向上的運動自由度受到了側蓋1. 1(圖1-3)的局限，這個側蓋也 可以設計分成幾個部分。為了讓傾斜區段2和側蓋1. 1之間的摩擦在保證傾斜區段2的運 動自由度的情況下仍然很小，可以在側蓋和傾斜區段2之間的傾斜區段保持銷2. 3上安裝 薄盤。
[0080] 為了進一步增加徑向軸承的徑向硬度，與迄今在圖中所示的實施方式無關地，壓 塊3的材料具有的彈性模數應該大於鋼的彈性模數。要追求大於200GPa的值，例如250GPa 或更大。例如考慮使用工業陶瓷（technische Keramik)作為材料。通過使用壓塊3使得 在陶瓷材料的基礎上製造帶有組件的徑向軸承更加輕鬆。壓塊3和/或傾斜區段2完全地 或者部分地被考慮用工業陶瓷製作。工業陶瓷具有導熱性良好的優點。這就使得在潤滑劑 中消散的能量被迅速地導走，並且因此使得最大軸承溫度顯著下降。工業陶瓷相對於迄今 使用的傾斜區段材料的另一個優點是熱膨脹係數明顯更小。因此降低了因為非靜態的熱變 形和因此形成的高軸承溫度（溫度過衝）而使得軸承間隙過渡減小的危險，這特別是在渦 輪傳動裝置啟動時或者在非靜態運行時可能導致設備關閉。
[0081] 用於根據本發明的徑向軸承的潤滑劑或冷卻劑通常是油。但是也可以使用另一種 潤滑劑或冷卻劑，例如水。例如在本說明書中使用油作為潤滑劑或冷卻劑。
[0082] 特別是圖2,4,5和6示出了根據本發明的供油系統。
[0083] 為了給每個由相應的傾斜區段2和未示出的轉軸構成的間隙供油，殼體具有至少 一個，在這裡是兩個環形槽4。見圖5。環形槽優選地基本上在殼體1的周向方向上延伸， 並且沿著軸承軸線11a看基本上位於徑向軸承的中心以外。正如所示的那樣，環形槽4也 可以與軸承中心對稱地布置在殼體1的外直徑上具有最大相對間距的位置上。此外還設計 了供油條5。見圖1，4和6。供油條5通過油通道6與環形槽4處於通導連接狀態。
[0084] 供油條5和油通道6 -樣相對於徑向射線（Radialstrahl)傾斜-見圖6中的傾 角α。也可以說，油通道6的縱軸在軸垂直的剖面中穿過軸承軸線11a根據割線的類型在 由轉軸的外殼面界定的圓上延伸。在此，角α是供油方向和傾斜區段與轉軸的接觸面上穿 過進入邊的切面之間的角。進入邊是指傾斜區段的那個在轉軸的旋轉方向上首先被轉軸掃 過的稜邊。作為轉出邊是指同一個傾斜區段2的在轉軸的旋轉方向上位於進入邊後方的那 條稜邊。角α大於90°。通過這樣的傾斜確保了油特別有效地噴入間隙。每個供油條5 具有用於旋擰入在此未示出的計量螺絲的螺旋孔5. 1。後者可以根據噴嘴的形式得以實現。 通過使用這種帶有預定的注入面的計量螺絲能夠讓油量適應運行參數。每個傾斜區段2的 進入邊上的留空部7都能提升供油的效率。其中，為每個計量螺絲分配了一個留空部7。留 空部7和計量螺絲在油通道6的縱軸方向上相互重疊。
[0085] 為了減少熱夾帶油，供油條5具有彈性的夾帶油封8,該熱夾帶油越過轉出邊從轉 軸和傾斜區段之間的潤滑間隙朝著在轉軸的旋轉方向上位於後方的傾斜區段2的進入邊 流動。為了減少從區段背面溢入進油區域的熱油，設計了第二彈性油封9。
[0086] 在兩個傾斜區段2之間，也就是這一個傾斜區段的轉出邊和另一個傾斜區段的進 入邊之間布置夾帶油封8,並且利用其自由端部從徑向以外伸入間隙的區域內，由此夾帶油 封就能夠明顯減少熱夾帶油與通過供油條5輸送的冷新鮮油的混合現象，並且因此能夠特 別好地分開這兩種油流。
[0087] 油封9還用於將相對較冷的新鮮油輸送到傾斜區段和轉軸之間構成的間隙中。這 個油封9也可以布置在兩個傾斜區段2之間，並且利用其自由端部從徑向以外伸入殼體1 和傾斜區段2之間的中間區域內。
[0088] 優選地，這一個和/或另一個油封8,9的自由端部基本上布置在傾斜區段的徑向 靠內的面2. 1的徑向外部。在此，這一個油封8的自由端部可以在周向方向上與另一個油 封9的自由端部間隔開地布置，並且在轉軸的旋轉方向上看，是布置在另一個油封9的自由 端部的前方，正如在圖6中所示的那樣。供油條5以及這一個和/或另一個油封8,9可以 沿著傾斜區段2的整個縱長在軸承軸線11a的方向上延伸。然而並不是非得如此。兩個油 封8,9中的一個或者兩個也可以固定在供油條5上，特別是其徑向靠內的端部上，或者與之 形成一個整體。這個供油條5也可以與殼體1構成一個整體。沿著供油條5可以設計多個 相互間隔的計量螺絲，它們與油通道6引導流體地連接。
[0089] 在油封8上轉向的、相對較熱的夾帶油可以通過設置在殼體1和/或側蓋1. 1中 的出油槽10從軸承中被導走。每個傾斜區段2或每個供油條5分別可以設計一個這樣的 出油槽10,它們分布在軸承軸線11a的周向上。當然也可以考慮不同與此的數量。供油條 5和/或這一個油封8在此可以界定出油槽10。後者從轉軸的旋轉方向上看布置在出油槽 10的後方。也可以說，出油槽10朝向傾斜區段2的轉出邊，從而截住越過轉出邊從間隙流 出的、相對較熱的夾帶油5。
[0090] 可以如下地總結本發明的優點：
[0091] 基於傾斜區段的空間平衡運動避免了軸承中轉軸傾斜，並且提高了負載能力，並 且降低了出現的最大溫度。傾斜區段的背側在軸向上的特殊的球形構造，以及凸起的傾斜 區段幾何外形，結合用來製作壓塊和/或傾斜區段的工業陶瓷材料，使得徑向硬度特別高。 這是用於改良軸承結構的轉子動力屬性的基礎。因為要使用的工業陶瓷具有很好的導熱能 力，因此也提供了降低最大軸承溫度的基礎。工業陶瓷相對於迄今的傾斜區段材料的另一 個優點是熱膨脹係數明顯更小。藉此能夠明顯降低軸承間隙因為非靜態運行時溫度過衝而 減小的危險。
[0092] 帶有用於引導潤滑劑和冷卻劑的油封8,9的供油條5的布置方式與環形槽4與出 油槽10的布置方式相結合，使得能夠進一步降低傾斜區段在徑向軸承運行時的平均溫度。 將環形槽4布置在軸向的軸承中心以外的殼體周向上，使得能夠進行直接的力傳遞，並且 因此能夠提升傾斜區段支撐能力。
[0093] 參考標號表
[0094] 1 殼體
[0095] 1. 1 側蓋
[0096] 2 傾斜區段
[0097] 2.1徑向靠內的支承面
[0098] 2. 2徑向靠外的支承面
[0099] 2. 3傾斜區段保持銷
[0100] 3 壓塊
[0101] 3. 1承託面
[0102] 3.2中心線
[0103] 4 環形槽
[0104] 5 供油條
[0105] 5· 1螺紋孔
[0106] 6 油通道
[0107] 7 留空部
[0108] 8 油封
[0109] 9 油封
[0110] 10 出油槽
[0111] 11a軸承軸線
[0112] 12a轉軸的旋轉軸線
[0113] 13a垂直於軸承軸線11a的軸線
[0114] 12,13 斷面
[0115] R1橫向於軸承軸線的徑向靠外的支承面2. 2的弧半徑
[0116] R2橫向於軸承軸線的承託面3. 1的弧半徑
[0117] R3垂直朝向軸承軸線的徑向靠外的軸承面2. 2的弧半徑
[0118] R4垂直於軸承軸線的承託面3. 1的弧半徑
[0119] S 交點
[0120] S1，S2平面12內的斷面曲線
[0121] S3, S4平面13內的斷面曲線
【權利要求】
1. 一種徑向軸承，包括： 1. 1 殼體（1); 1. 2沿著軸承軸線（11)延伸的殼體穿孔； 1.3多個傾斜區段（2)，所述傾斜區段圍繞所述軸承軸線（11)布置用於支承轉軸，並 且，所述傾斜區段分別具有徑向靠外的支承面（2. 2)，所述傾斜區段（2)利用所述支承面支 撐在所述殼體（1)上的承託面（3. 1)上； 1. 4每個所述傾斜區段（2)的徑向靠外的所述承託面（2. 2)和所述承託面（3. 1)相互 對置地布置； 1. 5每個所述傾斜區段（2)相對於所述殼體（1)能運動地布置； 其特徵在於以下特點： 1.6所述面（2. 2, 3. 1)的第一個面（2.2)利用垂直於所述軸承軸線（11)的第一斷面 (12)構成了第一斷面曲線（S1);所述第一斷面曲線（S1)是弧形凸起的，並且具有第一主弧 半徑（R1)，以及 1.7第二個面（3.1)利用垂直於所述軸承軸線（11)的斷面（12)構成第二斷面曲線 (S2);所述第二斷面曲線（S2)相應地弧形凹陷，並且具有第二主弧半徑（R2)，其中，所述第 一個面（2. 2)的所述第一主弧半徑（R1)的絕對值小於所述第二個面（3. 1)的所述第二主 弧半徑（R2)的絕對值，並且 1.8所述第一個面（2.2)利用平行於所述軸承軸線（11)的第二斷面（13)構成第三斷 面曲線（S3);所述第三斷面曲線（S3)是弧形凸起的，並且具有第一次弧半徑（R3)，以及 1.9所述第二個面（3. 1)利用平行於所述軸承軸線（11)的所述第二斷面（13)構成第 四斷面曲線（S4);所述第四斷面曲線（S4)相應地弧形凹陷或者不是弧形的，並且具有第二 次弧半徑（R4)，或者相應地沒有弧度；其中 1. 10兩個所述次弧半徑（R3, R4)相互不同。
2. 根據權利要求1所述的徑向軸承，其特徵在於，兩個所述面（2. 2,3. 1)中的至少一個 面的所述主弧半徑（Rl，R2)和/或所述次弧半徑（R3, R4)變化。
3. 根據權利要求2所述的徑向軸承，其特徵在於，所述第二個面（3.1)的所述主弧半 徑（Rl，R2)和/或所述次弧半徑（R3, R4)隨著與兩個所述斷面（12,13)和所述第二個面 (3. 1)構成的交點的間距越來越大而減小。
4. 根據權利要求1至3中任一項所述的徑向軸承，其特徵在於，所述第二個面（3. 1)的 在垂直於所述軸承軸線（11a)的所述斷面（12)中的碰觸點上的所述第二主弧半徑（R2)小 於所述軸承軸線（11a)和所述碰觸點之間的間距。
5. 根據權利要求1至4中任一項所述的徑向軸承，其特徵在於，所述傾斜區段（2)通 過如下地定位在周向方向上，即，使得徑向靠內的支承面（2.1)上的所形成的流體動力與 所述徑向靠外的支承面（2.2)上的反應力平衡，所述反應力僅在所述徑向靠外的支承面 (2. 2)和所述承託面（3. 1)之間的點狀的接觸部位上形成。
6. 根據權利要求1至5中任一項所述的徑向軸承，其特徵在於，所述承託面（3. 1)布置 在一個壓塊（3)上，所述壓塊固定在所述殼體（1)處，特別是放入所述殼體中，或者與所述 殼體（1)構成一個整體。
7. 根據權利要求1至6中任一項所述的徑向軸承，其特徵在於，所述傾斜區段⑵和/ 或所述壓塊（3)的材料的彈性模數大於200GPa，特別是250GPa或更大。
8.根據權利要求1至7中任一項所述的徑向軸承，其特徵在於， 8. 1所述徑向軸承的潤滑劑和冷卻劑供給通過至少一個環形槽（4)實現，所述環形槽 基本上在所述殼體（1)內的周向方向上延伸，並且在軸向上基本上不位於軸承中心，並且 8. 2所述傾斜區段（2)的所述潤滑劑和冷卻劑供給是通過所述殼體（1)內至少一個基 本上在徑向上延伸的、能通往所述環形槽（4)的穿孔實現的。
9. 根據權利要求1至8中任一項所述的徑向軸承，其特徵在於，所述徑向軸承包括用於 攔截來自相應的所述傾斜區段（2)和所述轉軸構成的間隙的相對較熱的夾帶油的第一油 封（8)，其中，所述第一油封（8)布置在兩個所述傾斜區段（2)之間，並且利用所述第一油封 的自由端部從徑向以外伸入所述間隙的區域內。
10. 根據權利要求1至9中任一項所述的徑向軸承，其特徵在於，所述徑向軸承包括用 於將相對較冷的新鮮油導向由相應的所述傾斜區段（2)和所述軸承構成的間隙的另一個 油封（9)，其中，所述另一個油封（9)布置在兩個所述傾斜區段（2)之間，並且利用所述另一 個油封的自由端部從徑向以外伸入所述殼體（1)和所述傾斜區段（2)之間的中間區域。
11. 根據權利要求1至10中任一項所述的徑向軸承，其特徵在於， 11. 1在兩個所述傾斜區段（2)之間布置了用於將冷卻劑或潤滑劑輸送至由相應的所 述傾斜區段（2)和所述轉軸構成的間隙的供油條（5);其中 11. 2所述供油條（5)在所述間隙的區域內注入，並且所述供油條的注入面朝向所述 傾斜區段（2)的一條稜邊，特別是在所述轉軸的旋轉方向上看首先被所述轉軸掃過的進入 邊。
12. 根據權利要求1至11中任一項所述的徑向軸承，其特徵在於，設置有至少一個保 持元件（2. 3)，使得所述傾斜區段（2)在運輸或裝配期間不會從所述殼體（1)中向外掉落出 去。
13. 根據權利要求1至12中任一項所述的徑向軸承，其特徵在於，分別在軸向的殼體表 面上安裝了側蓋（1. 1)，所述側蓋能設計分成幾個部分，並且針對每個所述傾斜區段（2)能 具有至少一個出油槽（10)。
14. 根據權利要求11至13中任一項所述的徑向軸承，其特徵在於，所述傾斜區段（2) 中的至少一個在所述進入邊的區域內具有用於將從所述供油條（5)中溢出的油輸送到所 述間隙內的留空部（7)。
15. 根據權利要求14所述的徑向軸承，其特徵在於，所述供油條（5)具有多個注入口， 所述多個注入口與所述注入口的縱軸方向上的所述留空部（7)相互重疊。
16. 根據權利要求9至15中任一項所述的徑向軸承，其特徵在於，所述油封（8,9)中的 至少一個相對於所述軸承軸線（11)的徑向線傾斜。
17. 根據權利要求9至16中任一項所述的徑向軸承，其特徵在於，所述油封（8,9)中的 至少一個的徑向靠內的端部位於徑向靠內的所述支承面（2.1)上或者徑向外部，其中，特 別是所述油封（8,9)布置在所述供油條（5)上，或者與所述供油條或者與所述殼體（1)構 成一個整體。
【文檔編號】F16C17/03GK104114883SQ201380009267
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2013年1月29日 優先權日:2012年2月14日
【發明者】拉爾夫·魯道夫, 安德烈亞斯·福奇斯, 克勞斯-彼得·施珀爾 申請人:沃依特專利有限責任公司