專利名稱：潤滑的滑動軸承中的污物槽的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有至少一個形成于滑動表面上的槽的潤滑的滑動軸承，該槽延伸到軸承的邊緣并且在邊緣處敞開。
背景技術(shù)：
滑動軸承的滑動表面出于多種原因而具備一定輪廓。例如，在DE3905450C2中，提出了提供一種具有由軟材料填充的槽的滑動軸承，以便使得在滑動表面中較硬的材料與較軟的材料交替，從而達(dá)到更好的耐磨性和疲勞強(qiáng)度。GB1128370A描述了一種免潤滑的軸承，其中在滑動表面上以槽或穴的形式形成凹處，以將污物顆粒運(yùn)輸?shù)捷S承之外。滲入到軸承中的外來物在凹處聚集，并且在軸的旋轉(zhuǎn)方向上沿著凹處的側(cè)面?zhèn)鬏?，并且在軸承的端部處輸送到軸承之外。DE10156344A1描述了在滑動表面上具有在周向方向上延伸的油槽的軸承部件。在滑動表面上，從油槽到滑動表面的軸向端側(cè)，相對于軸的旋轉(zhuǎn)方向以特定的角度形成了多個窄槽，以便在軸的圓周運(yùn)動期間從內(nèi)側(cè)到軸向端側(cè)地引導(dǎo)來自油槽的潤滑油。內(nèi)燃機(jī)中的滑動軸承是不斷地進(jìn)一步改進(jìn)的主體。在內(nèi)燃機(jī)中正在出現(xiàn)不斷增大的壓力，并且因此在滑動軸承中亦是如此。同時，發(fā)動機(jī)的尺寸在減少。另外，正在使用相比以往都要稀的油來減少摩擦。這導(dǎo)致會阻止軸承和軸之間的接觸的潤滑膜的厚度在不斷減少。另外，軸承殼的結(jié)構(gòu)在變化。具有極好的滑動性能的鉛正由其它成分代替。軸承的應(yīng)力性能也在提升，這導(dǎo)致了對外部影響的更大的敏感性。通常，承受大應(yīng)力的層相比傳統(tǒng)的層更薄且更硬，并且這導(dǎo)致了更小的嵌入性，即將硬顆粒嵌入到滑動表面中以減少磨損的能力。通過替換含鉛層，也減少了受損層的剩余滑動性。通常，無鉛材料的基質(zhì)相比傳統(tǒng)的鉛青銅材料也更硬。這也減少了嵌入性，其結(jié)果是減少了軸承的操作安全性。如果有顆粒侵入，軸承因此相比之下將損壞至更大的程度，這可能導(dǎo)致摩擦系統(tǒng)的全面故障。外來顆粒可能有多種來源，并且可以不同的方式到達(dá)油路。例如，顆?？赡茉醋栽嫉奈畚锘蜃鳛椴考a(chǎn)的結(jié)果(來自活塞壁生產(chǎn)的鉆屑、來自油冷卻器生產(chǎn)的軟焊和硬焊的殘屑、來自封裝的單個部件的殘留污物，等等)，它們還可能在維護(hù)作業(yè)(換油)期間到達(dá)油路，或者可以包括來自燃燒的殘屑(塊狀、未燃燒的碳?xì)浠衔?或磨損顆粒(例如來自油泵或來自鏈條張緊裝置)。外來物可能比軸承間隙大許多倍。因此，它們不會簡單地被清洗到軸承殼之外。它們在油的流動方向上朝向排油孔的端部移動，但外來物的排出被軸承所阻礙。因此，它們被拖過敏感的滑動表面,并且通過形成刻痕來損壞軸承。在極端的情況中，外來物試圖在具有很小阻力的區(qū)域處、例如在暴露區(qū)域處(間隙的最大寬度處)離開軸承，并且由于軸和暴露區(qū)域處之間的楔形效應(yīng)而被軸所攜帶，直至進(jìn)入到軸承的承壓區(qū)域的深處。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是減少潤滑的軸承針對外來顆粒的沖擊的敏感性。該目的通過根據(jù)權(quán)利要求1的滑動軸承來解決。根據(jù)本發(fā)明的滑動軸承包括至少一個在滑動表面上形成的槽，該槽相比安裝在軸承殼中的軸的軸向方向而言至少部分地更多地在軸承殼的周向方向上延伸。即使在下文中提到“一個污物引導(dǎo)槽”時，也可以設(shè)置多個污物引導(dǎo)槽。優(yōu)選地在周向方向上延伸的污物引導(dǎo)槽的傾斜導(dǎo)致外來顆粒的有效輸送，這是由于油的流動方向和安裝在軸承殼中的軸的旋轉(zhuǎn)。由此原因，一個或多個污物引導(dǎo)槽優(yōu)選地在旋轉(zhuǎn)方向上嵌入。為了有效地將污物從軸承上洗掉并且避免外來顆粒對軸承的損傷，污物引導(dǎo)槽延伸至軸承的邊緣，即直至安裝在軸承中的軸的軸向方向上的兩個邊緣中的一個，并且在邊緣處敞開。通過污物引導(dǎo)槽輸送到邊緣的污物顆粒因此可以排放到外部。以此方式排出的污物到達(dá)油底殼中，并且在下個泵送的循環(huán)中例如通過過濾器被過濾，并脫離油流。污物引導(dǎo)槽可以通過壓紋、沖壓、旋入等結(jié)合到潤滑的滑動軸承的滑動表面中。另外，污物引導(dǎo)槽可以在長度、寬度、深度、幾何形和位置方面有所不同，如此可以保證對所產(chǎn)生的污物顆粒的形式和尺寸分布的適應(yīng)。通過所結(jié)合的污物引導(dǎo)槽，顆粒最多會損傷直到下一個最近的污物引導(dǎo)槽的表面，并且之后通過該污物引導(dǎo)槽輸送到外部。如此，損壞的表面得到減少，并且軸承故障的可能性顯著減少。另外，當(dāng)發(fā)生高比例的混合摩擦(體接觸摩擦大于液體摩擦)時，污物引導(dǎo)槽中的潤滑劑可協(xié)助將熱量從關(guān)鍵區(qū)域傳遞出來，并且通過潤滑效應(yīng)來降低摩擦系數(shù)。該效應(yīng)可以通過熱捕獲來減少軸承的故障。優(yōu)選地，污物引導(dǎo)槽可達(dá)SOiim深，以允許顆粒聚集并被輸送離開而不會過多地降低滑動表面的完整性。出于同樣的原因，污物引導(dǎo)槽優(yōu)選可達(dá)150 寬。當(dāng)然，多個污物引導(dǎo)槽也可以具有這些優(yōu)選實(shí)施方案的這些或其它的性質(zhì)。尤其是，如果有多個污物引導(dǎo)槽，可以設(shè)置不同的尺寸以考慮到不同類型的污物。另外，污物引導(dǎo)槽沿著其的延伸可以在寬度和/或深度和/或其橫截面上有所變化。優(yōu)選地，在軸向方向上形成了至少兩個污物引導(dǎo)槽，一個挨著另一個，朝向不同的方向傾斜。此處，污物引導(dǎo)槽的間隔、數(shù)量以及角度可以有所變化?？梢酝ㄟ^污物引導(dǎo)槽的朝向軸的運(yùn)行方向的傾斜布置來減少污物引導(dǎo)槽的液力沖擊。為此目的并且為了避免單側(cè)壓力，如果有多個污物引導(dǎo)槽，則槽優(yōu)選為對稱地布置。尤其是，軸線被認(rèn)為是不具有軸向分量且在滑動表面的中心延伸的對稱軸線。優(yōu)選地設(shè)置有中心槽，其特征在于不具有任何軸向分量。中心槽可以圍繞其周向閉合，或在兩端上閉合。中心槽還與污物引導(dǎo)槽中的至少一個連通。污物顆粒在周向方向上的輸送通過中心槽來實(shí)現(xiàn)，以將污物顆粒輸送到污物引導(dǎo)槽，之后污物引導(dǎo)槽負(fù)責(zé)將顆粒輸送到外部。此處優(yōu)選的是，中心槽首先將外來顆粒輸送到軸承的高應(yīng)力區(qū)域之外，到較低應(yīng)力區(qū)域中，例如到優(yōu)選設(shè)置的暴露區(qū)域中，然后污物顆粒排放到外部。暴露區(qū)域理解為形成軸承的軸承殼的軸承端部處的區(qū)域，在該區(qū)域中，相比軸承殼的其余部分的壁的強(qiáng)度來說，軸承殼的壁的強(qiáng)度有所減少。以此方式，由于兩個軸承殼的連接點(diǎn)處的不精確所導(dǎo)致的在軸承殼中運(yùn)行的軸中的一個上的磨損得到減少。通過中心槽的輸送可以在軸承殼的具有較弱應(yīng)力的蓋殼處進(jìn)行，其中設(shè)置一個或多個污物引導(dǎo)槽以用于輸送到外部?？梢栽O(shè)置多個中心槽。優(yōu)選地，中心槽在滑動表面的中間、即在上面所定義的對稱軸線上延伸。
優(yōu)選地，兩個污物引導(dǎo)槽布置成V形。這兩個污物引導(dǎo)槽分別沿相反的軸向方向從位于軸承的軸向居中的區(qū)域中的連接起始點(diǎn)處向外延伸。傾斜優(yōu)選為對稱的。優(yōu)選地設(shè)置有兩對污物引導(dǎo)槽，每對布置成雙V，每對槽如上所述地沿相反的軸向方向從位于軸承的軸向居中的區(qū)域中的連接起始點(diǎn)處向外延伸，兩個起始點(diǎn)通過中心槽連接。當(dāng)在周向方向上形成相反的兩個V形時，這樣的布置對于例如不具有限定的旋轉(zhuǎn)方向的潤滑的滑動軸承而言是合適的。優(yōu)選地，布置成V形的污物引導(dǎo)槽處于軸承的低應(yīng)力區(qū)域，例如當(dāng)設(shè)置有暴露區(qū)域時，其尤其處于暴露區(qū)域。優(yōu)選地，至少一個污物引導(dǎo)槽是彎曲的，以將槽對軸承的液力性能的沖擊最小化。優(yōu)選地，至少兩個污物引導(dǎo)槽相交，以此進(jìn)行污物顆粒在污物引導(dǎo)槽之間的交換。優(yōu)選地，設(shè)置10到20個污物引導(dǎo)槽，由此達(dá)到更有效地將污物輸送走。優(yōu)選地，污物引導(dǎo)槽和/或中心槽的橫截面為半圓形或矩形。優(yōu)選地，滑動軸承為連桿軸承，這里應(yīng)保證針對故障的高度可靠性。優(yōu)選地，在滑動表面的特定區(qū)域中形成尤其成組的多個污物引導(dǎo)槽，其具有以不同的方式排列的傾角。例如，可以基于應(yīng)力在滑動表面上的分布或槽對滑動軸承的液力沖擊來進(jìn)行分組。污物引導(dǎo)槽的結(jié)合可以通過激光作用、壓紋或軋制來進(jìn)行。以此方式，滑動表面可以非常微小的額外付出而獲得輪廓成形。為了簡化生產(chǎn)，污物引導(dǎo)槽優(yōu)選地在最終的處理步驟中或在額外的涂覆步驟之前形成。優(yōu)選地，污物引導(dǎo)槽直接在滑動表面的滑動層中形成，以減少由在軸承的應(yīng)力區(qū)域中形成刻痕所損壞的區(qū)域。具有三種材料的層的結(jié)構(gòu)可以在最后的加工步驟中或在額外的涂覆步驟之前結(jié)合到基質(zhì)材料(例如青銅)中。對于兩種材料的軸承(例如鋁)，污物引導(dǎo)槽優(yōu)選直接結(jié)合到滑動層中。優(yōu)選地，污物引導(dǎo)槽附近的任何突起和/或毛刺和/或凸臺在污物引導(dǎo)槽形成后都被移除，以提升滑動區(qū)域的質(zhì)量。


圖1到6均為具有污物引導(dǎo)槽的潤滑的滑動軸承的滑動表面的展開的俯視圖。
具體實(shí)施例方式圖1到6是軸承殼I的滑動表面I’的展開的俯視圖。在滑動表面I’中結(jié)合有槽20，其作為污物引導(dǎo)槽以將外來顆粒輸送到外部。在圖1、2、3、4和6中，污物引導(dǎo)槽20形成為直槽，并且相比于設(shè)置在軸承中的軸的軸向方向而言，其更大程度地在軸承殼的周向方向上傾斜。軸向方向使用虛線A顯示。在圖5中，污物引導(dǎo)槽20是彎曲的，并且至少在軸承殼I的邊緣區(qū)域12處相比軸向方向A而言更多地在周向方向上傾斜。在所顯示的投影中，軸承殼的周向方向與圖2、4、5和6中所顯示的旋轉(zhuǎn)方向D —致。在這些附圖的例子中，污物引導(dǎo)槽20的布置取決于軸的旋轉(zhuǎn)方向，而在圖1和3的實(shí)施例中，其適合于不具有限定的旋轉(zhuǎn)方向的軸承殼。
污物引導(dǎo)槽20促成了滑動表面I’的輪廓成形。兩個軸承殼I形成了一個軸承，其中輪廓成形為具有污物引導(dǎo)槽20的相似的或不同的軸承殼I可以組合起來以用于生產(chǎn)軸承。每個污物引導(dǎo)槽20均突出到軸承殼I的側(cè)向邊緣12之外，以將位于軸承殼和軸之間的污物顆粒傳輸?shù)酵獠?。在圖1和圖3中，布置成V形的兩對污物引導(dǎo)槽20均相對于不具有任何軸向分量并且在滑動表面的中央延伸的軸線(即其與箭頭D —致)對稱地設(shè)置。在圖4中顯示了兩個污物引導(dǎo)槽20的V形布置。在圖1中，兩個V形的尖角點(diǎn)通過在軸承殼的周向方向上延伸的中心槽30來連接，以保證污物顆粒迅速供給到污物引導(dǎo)槽20中。在圖3中也顯示了污物顆粒在兩個中心槽30的作用下通過中心槽30供給到V形槽處。在圖4中顯示了另一個具有中心槽30的布置。在具有一個或兩個中心槽30的實(shí)施例中，中心槽30配備有閉合的端部，或者是通到污物引導(dǎo)槽20中的端部。然而，中心槽30也可以形成為連續(xù)的周向槽。另外，可以在不同的軸向位置處設(shè)置多個中心槽30。在圖6中顯示了與如上所述地布置成V形的污物引導(dǎo)槽20不同的污物引導(dǎo)槽20的V形布置，其中這些V形槽成組地設(shè)置，并且具有多個污物引導(dǎo)槽20的總共兩個組結(jié)合到滑動表面I’中。
權(quán)利要求
1.一種潤滑的滑動軸承，具有至少一個在滑動表面(r)上形成的污物引導(dǎo)槽(20)，所述污物引導(dǎo)槽相比安裝在軸承殼中的軸的軸向方向(A)而言至少部分地更多地在所述軸承殼的周向方向上延伸，并且延伸至所述軸承的邊緣(12)且在所述邊緣處敞開，使得通過所述污物引導(dǎo)槽(20)輸送到所述邊緣(12)的污物顆粒能夠被輸送到外部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滑動軸承，其特征在于，所述污物引導(dǎo)槽(20)能夠深至80 u m
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的滑動軸承，其特征在于，所述污物引導(dǎo)槽(20)能夠?qū)捴?50 u m
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的滑動軸承，其特征在于，在軸向方向上形成至少兩個所述污物引導(dǎo)槽(20)，它們一個挨著另一個且在不同的方向上傾斜。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的滑動軸承，其特征在于，還設(shè)置有中心槽(30)，所述中心槽不具有任何軸向分量，并且與所述污物引導(dǎo)槽(20)中的至少一個連通。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的滑動軸承，其特征在于，兩個所述污物引導(dǎo)槽(20)布置成V形，所述污物引導(dǎo)槽分別沿相反的軸向方向從位于所述軸承的軸向居中的區(qū)域中的連接起始點(diǎn)處向外延伸。
7.根據(jù)權(quán)利要求5和6所述的滑動軸承，其特征在于，設(shè)置兩對所述污物引導(dǎo)槽(20)，每對布置成雙V形，所述污物引導(dǎo)槽(20)的每對沿相反的軸向方向從位于所述軸承的軸向居中的區(qū)域中的連接起始點(diǎn)向外延伸，兩個所述起始點(diǎn)通過中心槽(30)連接。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的滑動軸承，其特征在于，至少一個所述污物引導(dǎo)槽(20)是彎曲的。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的滑動軸承，其特征在于，至少兩個所述污物引導(dǎo)槽(20)相交。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的滑動軸承，其特征在于，設(shè)置10到20個所述污物引導(dǎo)槽(20)。
11.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的滑動軸承，其特征在于，所述滑動軸承為連桿軸承。
全文摘要
一種潤滑的滑動軸承，具有至少一個在滑動表面(1’)上形成的污物引導(dǎo)槽(20)，所述污物引導(dǎo)槽相比安裝在軸承殼中的軸的軸向方向(A)而言至少部分地更多地在軸承殼的周向方向上延伸，并且延伸至軸承的邊緣(12)且在邊緣處敞開，使得通過污物引導(dǎo)槽(20)輸送到邊緣(12)的污物顆粒能夠被輸送到外部。
文檔編號F16C33/10GK103080576SQ201180042267
公開日2013年5月1日 申請日期2011年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月2日
發(fā)明者卡斯滕·布萊瑟, 斯蒂芬·里特曼 申請人:菲特爾莫古威斯巴登有限公司