[發明專利]用于液壓裝置、液壓變換器和帶有液壓傳動系統的車輛中的軸向軸承

有效

• 申請號: 201080017445.0
• 申請日: 2010-04-09
• 公開（公告）號: CN102481904A
• 公開（公告）日: 2012-05-30
• 發明（設計）人: P·A·J·阿赫滕
• 申請（專利權）人: 英納斯有限公司
• 主分類號: B60T1/10
• 分類號: B60T1/10;F15B21/14;F16C32/06;F04B1/20;F04B1/24
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 崔幼平;譚祐祥

技術領域

本發明涉及依照權利要求1的前序部分所述的軸向軸承。這樣的軸向軸承是已知的，例如在液壓裝置中，如泵、馬達或變換器，其中它們用作在轉子和配流盤之間的軸承。其他已知的應用為在具有斜齒輪的變速箱中的靜壓軸承或在其他機器中的靜壓軸承。

背景技術

在軸向軸承中，當從第一側運動到第二側時，在圓形的或者弧形的脊的兩側之間的壓差促使油壓降到可調整間隙內。壓力如何下降以及從脊的一側到脊的另一側的壓力分布是否是線性的、漸進的或離散的確定了由該壓力產生的用于抵抗軸向載荷的力，以及在給定軸向載荷下確定間隙高度。

對于壓力分布，間隙的形狀是非常重要的。尤其重要的是間隙的壁從流動方向看是否是平行、分散或匯聚。因為間隙高度小，從2到15微米，在間隙的壁中的溫度分布的微小變化將產生壁的分散或匯聚的變化，因此在間隙中的壓力分布通常是不可預知的。間隙的壁顯著地影響在這樣狹窄的間隙中的流動，并且應用層流或湍流模型的流動理論不能恰當地描述該情況。因為可調整間隙的壁相對于彼此移動，因此存在粘性摩擦。當間隙變得更窄和/或速度增加時粘性摩擦隨著相對運動的速度增加，并且粘性摩擦隨著間隙高度的增加而減小。粘性摩擦在油中產生的熱量可能由于脊或軸承表面的尺寸變化而影響間隙高度。

在已知的軸向軸承中，很難使軸向軸承最優化。由于圓形的或弧形的脊與軸承表面之間的可調整間隙中的油壓，過小的軸向載荷而導致可調整間隙的大的高度。這可能導致通過間隙的過大的油流。對于平均油粘度，如果間隙的平均高度大于10-20微米且加壓液壓流體的壓力大于10MPa，則將出現上述過大的油流。

如果軸向載荷太大，由于在可調整間隙中的粘性損失，在轉子的旋轉過程中有太多的摩擦，并且存在對油流的加熱。另外，在非常狹窄的可調整間隙中，可能發生流過間隙的流動中的局部變形或局部擾動，這可能導致進一步的局部發熱。局部發熱導致圓形的或弧形的脊或軸承表面的變形，并且導致間隙的進一步變窄。這些變形可能導致不希望有的磨損，因為在旋轉的和固定的部件之間的金屬接觸可能產生。

發明內容

為了減少上述缺陷，軸向軸承與權利要求1的特征部分相應。因為這樣的特征，在可調整間隙中的壓力分布更穩定，因為在脊室中的壓力是恒定的。從圓形的或弧形的脊的一側到另一側的壓力變化在顯著減小的距離上產生，因此壓力分布中的變化對抵抗軸向載荷的力的影響較小，并且對間隙高度的影響也較小。另一個結果是：在可調整間隙的相當大的表面上，間隙高度較高，這強有力地減少了在可調整間隙中的粘性摩擦。在可調整間隙的壁具有高的相對速度的情況下，局部地增加間隙高度能強有力地減少摩擦和發熱。這導致更少的由于在圓形的或弧形的脊和軸承表面上的可調整間隙的壁中的局部高溫所導致的能量損失和變形。這減少了金屬接觸的風險，由此減少了磨損。

在一個實施例中，軸向軸承與權利要求2對應。這保證對于至少半個表面，在旋轉部件之間的摩擦被顯著地減小，這意味著在兩個部件之間的粘性摩擦顯著地減小或者能夠減半。

在一個實施例中，軸向軸承與權利要求3對應。這保證在脊室中有充分的恒壓油。這樣，在脊室中的油壓以恒力抵抗軸向載荷，該恒力幾乎不受間隙高度的影響。

在一個實施例中，軸向軸承與權利要求4相應。這保證始終有一定量的油流入脊室中，并且在脊室中油的壓力可以具有一數值，即或多或少在圓形的或弧形的脊的兩側上的壓力之間。在脊室中的油壓現在較小地取決于脊室的側面的間隙高度，因此較小地取決于可調整間隙的壁的變形或形狀。這減小了軸向載荷可能過多地降低間隙高度的風險以及導致過多的粘性摩擦或金屬接觸和磨損的風險。

在一個實施例中，軸向軸承與權利要求5相應。這保證始終有一定量的油從脊室中流出，并且在脊室中油的壓力可以具有一數值，即或多或少在圓形的或弧形的脊的兩側上的力壓之間。在脊室中的油壓現在較小地取決于脊室的側面的間隙高度，并因此較小地取決于可調整間隙的壁的變形或形狀。這減少了過多的高壓油流過可調整間隙的風險，并由此減少了不必要的能量損失。

在一個實施例中，軸向軸承與權利要求6對應。這保證間隙高度對于通道的開口僅具有很小的影響，因此間隙高度的改變不會改變脊室中的流入量或從脊室的流出量，并且保證間隙高度的改變對于脊室中的壓力僅具有很小的影響。

在一個實施例中，軸向軸承與權利要求7對應。這保證可調整間隙的高度適合于現實情況。在轉速高的情況下，這有利地減少了可調整間隙中的摩擦。在該情況下，減少第一通道中的流阻和/或增加第二通道中的流阻導致在脊室中的較高壓力和較高的間隙，這提供了較少的摩擦。