DE102007030836B4 - Magnetic field generating element - Google Patents

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Abstract

Magnetfeld erzeugendes Element (17) zur Befestigung eines Kompressorrades (9) an einer Turbowelle (5) eines Abgasturboladers (1), mit einem Grundkörper (11), der einen ringförmigen, mit einer Turbowelle (5) rotierenden Magneten (13) aufnimmt, wobei das Magnetfeld erzeugende Element (17) mindestens dreiteilig, aus einem Mantelkörper (22), dem Grundkörper (11) und dem ringförmigen Magneten (13) aufgebaut ist, wobei der Grundkörper (11) aus einem das Magnetfeld gut leitenden, hochfesten Metall besteht, auf dem der ringförmige Magnet (13) gelagert ist und der Mantelkörper (22) aus einem nichtmagnetischen Material besteht, und mit dem Grundkörper (11) derart verschweißt ist, dass der Mantelkörper (22) und der Grundkörper (11) für den Magneten (13) eine Einfassung (10) bilden und wobei in dem Grundkörper (11) ein Gewinde (19) zur Verschraubung des Magnetfeld erzeugenden Elementes (17) mit einem Gewinde auf der Turbowelle (5) ausgebildet ist.Magnetic field generating element (17) for fastening a compressor wheel (9) to a turbo shaft (5) of an exhaust gas turbocharger (1), comprising a base body (11) receiving an annular magnet (13) rotating with a turbo shaft (5) the magnetic field generating element (17) at least three parts, of a sheath body (22), the base body (11) and the annular magnet (13) is constructed, wherein the base body (11) consists of a magnetic good conducting, high-strength metal on the annular magnet (13) is mounted and the sheath body (22) consists of a non-magnetic material, and welded to the base body (11) such that the sheath body (22) and the base body (11) for the magnet (13) form an enclosure (10) and wherein in the base body (11) has a thread (19) for screwing the magnetic field generating element (17) is formed with a thread on the turbo shaft (5).

Description

Die Erfindung betrifft ein Magnetfeld erzeugendes Element zur Befestigung eines Kompressorrades an einer Turbowelle eines Abgasturboladers, mit einem Grundkörper, der einen ringförmigen, mit einer Turbowelle rotierenden Magneten aufnimmt.The invention relates to a magnetic field generating element for fastening a compressor wheel to a turbo shaft of an exhaust gas turbocharger, comprising a base body which receives an annular, rotating with a turbo shaft magnet.

Die von einer Brennkraftmaschine erzeugte Leistung hängt von der Luftmasse und der Kraftstoffmenge ab, die der Brennkraftmaschine zugeführt werden kann. Zur Leistungssteigerung ist es notwendig, der Brennkraftmaschine mehr Verbrennungsluft und Kraftstoff zuzuführen. Diese Leistungssteigerung wird bei einem Saugmotor durch eine Hubraumvergrößerung oder durch die Erhöhung der Drehzahl erreicht. Eine Hubraumvergrößerung führt aber grundsätzlich zu schwereren, in den Abmessungen größeren und damit teureren Brennkraftmaschinen. Die Steigerung der Drehzahl bringt besonders bei größeren Brennkraftmaschinen erhebliche Probleme und Nachteile mit sich.The power generated by an internal combustion engine depends on the air mass and the amount of fuel that can be supplied to the internal combustion engine. To increase the power, it is necessary to supply the internal combustion engine more combustion air and fuel. This increase in performance is achieved in a naturally aspirated engine by increasing the displacement or by increasing the speed. However, an increase in displacement generally leads to heavier, larger in size and therefore more expensive internal combustion engines. The increase in the speed brings significant problems and disadvantages, especially for larger internal combustion engines.

Eine viel genutzte technische Lösung zur Steigerung der Leistung einer Brennkraftmaschine ist die Aufladung. Damit bezeichnet man die Vorverdichtung der Verbrennungsluft durch einen Abgasturbolader oder auch mittels eines vom Motor mechanisch angetriebenen Verdichters. Ein Abgasturbolader besteht im Wesentlichen aus einem Verdichter und einer Turbine, die mit einer gemeinsamen Welle verbunden sind und mit der gleichen Drehzahl rotieren. Die Turbine setzt die normalerweise nutzlos verpuffende Energie des Abgases in Rotationsenergie um und treibt den Verdichter an. Der Verdichter, der in diesem Zusammenhang auch als Kompressor bezeichnet wird, saugt Frischluft an und fördert die vorverdichtete Luft zu den einzelnen Zylindern des Motors. Der größeren Luftmenge in den Zylindern kann eine erhöhte Kraftstoffmenge zugeführt werden, wodurch die Verbrennungskraftmaschine mehr Leistung abgibt. Der Verbrennungsvorgang wird zudem günstig beeinflusst, so dass die Verbrennungskraftmaschine einen besseren Gesamtwirkungsgrad erzielt. Darüber hinaus kann der Drehmomentverlauf einer mit einem Turbolader aufgeladenen Brennkraftmaschine äußerst günstig gestaltet werden.A much-used technical solution for increasing the performance of an internal combustion engine is the charging. This refers to the pre-compression of the combustion air through an exhaust gas turbocharger or by means of a mechanically driven by the engine compressor. An exhaust gas turbocharger consists essentially of a compressor and a turbine, which are connected to a common shaft and rotate at the same speed. The turbine converts the normally useless exhaust energy of the exhaust into rotational energy and drives the compressor. The compressor, which is also referred to as a compressor in this context, draws in fresh air and promotes the pre-compressed air to the individual cylinders of the engine. The larger amount of air in the cylinders can be fed an increased amount of fuel, whereby the internal combustion engine gives more power. The combustion process is also favorably influenced, so that the internal combustion engine achieves a better overall efficiency. In addition, the torque curve of a charged with a turbocharger internal combustion engine can be made extremely low.

Bei zunehmender Abgasmenge kann die maximal zulässige Drehzahl der Kombination aus dem Turbinenrad, dem Kompressorrad und der Turbowelle, die auch als Laufzeug des Abgasturboladers bezeichnet wird, überschritten werden. Bei einer unzulässigen Überschreitung der Drehzahl des Laufzeuges würde dieses zerstört werden, was einem Totalschaden des Turboladers gleichkäme. Gerade moderne und kleine Turbolader mit deutlich kleineren Turbinen- und Kompressorraddurchmessern, die durch ein erheblich kleineres Massenträgheitsmoment ein verbessertes Drehbeschleunigungsverhalten aufweisen, werden vom Problem der Überschreitung der zulässigen Höchstdrehzahl betroffen. Je nach Auslegung des Turboladers führt schon eine Überschreitung der Drehzahlgrenze um etwa 5% zur kompletten Zerstörung des Turboladers.With increasing exhaust gas amount, the maximum allowable speed of the combination of the turbine wheel, the compressor wheel and the turbo shaft, which is also referred to as a running gear of the exhaust gas turbocharger, are exceeded. In an inadmissible exceeding the speed of the running gear this would be destroyed, which would amount to a total loss of the turbocharger. Especially modern and small turbochargers with significantly smaller turbine and Kompressorraddurchmessern, which have a significantly lower moment of inertia improved spin performance are affected by the problem of exceeding the maximum permissible speed. Depending on the design of the turbocharger, exceeding the speed limit by approximately 5% already leads to complete destruction of the turbocharger.

Die DE 103 38 658 A1 offenbart ein magnetisches Kodierelement für die Verwendung in einem Radlager und zur Bildung einer kodierten Impulsfolge durch Magnetkraft, mit einem magnetischen Ring, einem Versteifungsring und einem Schutzdeckel. Der Magnetring ist am Versteifungsring befestigt und in Umfangsrichtung alternierend mit Nord- und Südpolen magnetisiert. Der Schutzdeckel ist aus einem unmagnetischen Material gefertigt und umgibt den magnetischen Ring. Eine Mehrzahl von Schweißverbindungsstellen sind zwischen dem Versteifungsring und einem Endteil an einem außen liegenden Umfangsabschnitt des Schutzdeckels vorgesehen.The DE 103 38 658 A1 discloses a magnetic encoder element for use in a wheel bearing and for forming a coded pulse train by magnetic force, with a magnetic ring, a stiffening ring and a protective cover. The magnetic ring is attached to the stiffening ring and magnetized alternately in the circumferential direction with north and south poles. The protective cover is made of a non-magnetic material and surrounds the magnetic ring. A plurality of weld joints are provided between the stiffening ring and an end portion at an outer peripheral portion of the protective cover.

Die DE 199 36 536 A1 zeigt eine magnetische Maßverkörperung. Die Maßverkörperung umfasst einen Grundkörper, einen Teilungskörper sowie ein Abdeckungselement, wobei der Teilungskörper auf dem Grundkörper und über dem Teilungskörper das Abdeckelement angeordnet ist. Zwischen dem Abdeckelement und dem Grundkörper ist ein Lot eingebracht, dass den Grundkörper mit dem Abdeckelement verbindet.The DE 199 36 536 A1 shows a magnetic material measure. The measuring graduation comprises a basic body, a dividing body and a cover element, wherein the dividing body is arranged on the basic body and above the dividing body the covering element. Between the cover member and the main body, a solder is introduced, which connects the base body with the cover.

Die DE 196 01 271 A1 zeigt einen Magnetpolrotor mit einer Mehrzahl von Magnetpolen, die auf einem Basisring angeordnet sind. Ein die Magnetpole einbindender Kunststoffring ist auf eine Zylinderfläche des Basisrings aufgepresst und ein Käfigring übergreift den Kunststoffring.The DE 196 01 271 A1 shows a magnetic pole rotor with a plurality of magnetic poles, which are arranged on a base ring. A magnetic ring incorporating the plastic ring is pressed onto a cylindrical surface of the base ring and a cage ring engages over the plastic ring.

Die DE 10 2004 052 695 A1 offenbart einen Abgasturbolader mit einem Sensor am kompressorseitigen Ende der Turbowelle zur direkten Messung der Drehzahl der Turbowelle. Der Sensor wird hier durch das Kompressorgehäuse geführt und auf ein Element zur Variation eines Magnetfeldes gerichtet. Das Element zur Variation des Magnetfeldes ist als Permanentmagnet ausgebildet, der in einem Befestigungselement angeordnet ist. Das Befestigungselement weist eine Einfassung auf, in der der Magnet gelagert ist, wobei er direkt auf dem Kompressorrad aufliegt. Wird das Befestigungselement mit dem gewünschten Anzugsdrehmoment gegen das Kompressorrad gedrückt, so entstehen Kräfte, die vom Permanentmagneten aufgenommen werden müssen. Das spröde Material des Magneten kann dadurch beschädigt werden. Darüber hinaus können Gase im Lufteinlass des Kompressors den Permanentmagnet chemisch angreifen und beschädigen.The DE 10 2004 052 695 A1 discloses an exhaust gas turbocharger with a sensor at the compressor end of the turbo shaft for direct measurement of the speed of the turbo shaft. The sensor is here passed through the compressor housing and directed to an element for varying a magnetic field. The element for varying the magnetic field is designed as a permanent magnet, which is arranged in a fastening element. The fastener has an enclosure in which the magnet is mounted, wherein it rests directly on the compressor wheel. If the fastener is pressed against the compressor wheel with the desired tightening torque, forces arise which must be absorbed by the permanent magnet. The brittle material of the magnet can be damaged. In addition, gases in the air inlet of the compressor can chemically attack and damage the permanent magnet.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Magnetfeld erzeugendes Element zur Befestigung eines Kompressorrades an einer Turbowelle eines Abgasturboladers anzugeben, bei dem der Magnet vor mechanischen und chemischen Belastungen geschützt ist.The object of the present invention is therefore to provide a magnetic field generating element for fastening a compressor wheel to a Specify turbo shaft of an exhaust gas turbocharger, in which the magnet is protected from mechanical and chemical stress.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by the features of independent claim 1.

Dadurch, dass das Magnetfeld erzeugende Element mindestens dreiteilig, aus einem Mantelkörper, dem Grundkörper und dem ringförmigen Magneten aufgebaut ist, wobei der Grundkörper aus einem das Magnetfeld gut leitenden, hochfesten Metall besteht, auf dem der ringförmige Magnet gelagert ist und der Mantelkörper aus einem nichtmagnetischen Material besteht, und mit dem Grundkörper derart verschweißt ist, dass der Mantelkörper und der Grundkörper für den Magneten eine Einfassung bilden, können hohe Anzugsdrehmomente auf das Magnetfeld erzeugende Element übertragen werden, womit das Kompressorrad sicher an der Turbowelle befestigt werden kann. Das Anzugdrehmoment wird von dem Mantelkörper direkt auf den Grundkörper übertragen und der Magnet wird mechanisch nicht beansprucht. Der hochfeste Grundkörper bildet eine gute Verbindung zur Turbowelle und leitet das vom Magnet erzeugte Magnetfeld zum Sensor. Der Mantelkörper bildet zusammen mit dem Grundkörper eine hermetisch gasdichte Einfassung. Hierdurch wird das Eindringen chemisch reaktiver Gase in die Einfassung verhindert und der Magnet wird nachhaltig vor Korrosion geschützt. Die erfindungsgemäße mindestens dreiteilige Ausbildung des Magnetfeld erzeugenden Elementes ermöglicht es, sowohl deren mechanische als auch deren magnetischen Eigenschaften optimal zu gestalten.Characterized in that the magnetic field generating element is at least three-part, composed of a shell body, the base body and the annular magnet, wherein the base body of a magnetic good conducting, high-strength metal, on which the annular magnet is mounted and the shell body of a non-magnetic Material exists, and is welded to the base body so that the sheath body and the base body for the magnet form a border, high tightening torques can be transmitted to the magnetic field generating element, so that the compressor can be securely attached to the turbo shaft. The tightening torque is transmitted from the shell body directly to the body and the magnet is not mechanically stressed. The high-strength body forms a good connection to the turbo shaft and passes the magnetic field generated by the magnet to the sensor. The jacket body together with the base body forms a hermetically gas-tight enclosure. This prevents the penetration of chemically reactive gases into the enclosure and the magnet is sustainably protected against corrosion. The inventive at least three-part design of the magnetic field generating element makes it possible to make both their mechanical and their magnetic properties optimal.

Bei einer Ausgestaltung ist in dem Grundkörper ein Gewinde zur Verschraubung des Magnetfeld erzeugenden Elementes mit einem Gewinde auf der Turbowelle ausgebildet. Der Grundkörper aus hochfestem Metall kann besonders feine Gewinde aufnehmen, wodurch das Kompressorrad mit einer großen Kraft gegen die Turbowelle verschraubt werden kann. Dabei ist es vorteilhaft, wenn der Grundkörper aus 17-4PH Stahl (auch bekannt als 1.4542 oder 1.4548 Stahl) besteht. Dieser Stahl leitet das Manetfeld sehr gut und lässt sich gut schweißen. Die Festigkeit dieses Stahls ist extrem hoch.In one embodiment, a thread for screwing the magnetic field generating element is formed with a thread on the turbo shaft in the body. The base body made of high-strength metal can accommodate particularly fine threads, whereby the compressor wheel can be screwed with a large force against the turbo shaft. It is advantageous if the base body made of 17-4PH steel (also known as 1.4542 or 1.4548 steel) exists. This steel guides the manet field very well and is easy to weld. The strength of this steel is extremely high.

Bei einer Weiterbildung enthält der ringförmige Magnet Selteneerden-Metalle. Selteneerden-Magnete wie zum Beispiel NdFeB- oder SmCo-Magnete erzeugen ein relativ hohes magnetisches Feld, was auch von einem relativ weit entfernten Sensor noch gut detektiert werden kann.In a further development, the annular magnet contains rare earth metals. Rare earth magnets such as NdFeB or SmCo magnets produce a relatively high magnetic field, which can still be detected well by a relatively distant sensor.

Bei einer Ausgestaltung besteht der Mantelkörper aus VA-Stahl (zum Beispiel 1.4301 Stahl). Dieser Stahl lässt sich gut mit dem Material des Grundkörpers verschweißen, wobei der Mantelkörper mit geringem Aufwand geometrisch ausgestaltet werden kann, so dass er zur Aufnahme eines Drehwerkzeuges dienen kann.In one embodiment, the shell body made of VA steel (for example, 1.4301 steel). This steel can be welded well with the material of the base body, wherein the sheath body can be geometrically designed with little effort, so that it can serve to receive a turning tool.

Ausführungsformen der Erfindung werden in den Figuren beispielhaft dargestellt. Es zeigt:Embodiments of the invention are exemplified in the figures. It shows:

1: einen Abgasturbolader mit einer Turbine und einem Kompressor, 1 : an exhaust gas turbocharger with a turbine and a compressor,

2: den Kompressor in einer Schnittdarstellung, 2 : the compressor in a sectional view,

3: ein Magnetfeld erzeugendes Element nach dem Stand der Technik, 3 a magnetic field generating element according to the prior art,

4: eine erfindungsgemäßes Magnetfeld erzeugendes Element. 4 a magnetic field generating element according to the invention.

1 zeigt einen Abgasturbolader 1 mit einer Turbine 2 und einem Kompressor 3. In dem Kompressor 3 ist das Kompressorrad 9 drehbar gelagert und mit der Turbowelle 5 verbunden. Auch die Turbowelle 5 ist drehbar gelagert und an ihrem anderen Ende mit dem Turbinenrad 4 verbunden. Die Kombination aus Kompressorrad 9, Turbowelle 5 und Turbinenrad 4 wird auch als Laufzeug bezeichnet. Über den Turbineneinlass 7 wird heißes Abgas von einer hier nicht dargestellten Verbrennungskraftmaschine in die Turbine 2 eingelassen, wobei das Turbinenrad 4 in Drehung versetzt wird. Der Abgasstrom verlässt die Turbine 2 durch den Turbinenauslass 8. Über die Turbowelle 5 ist das Turbinenrad 4 mit dem Kompressorrad 9 verbunden. Damit treibt die Turbine 2 den Kompressor 3 an. In den Kompressor 3 wird Luft durch den Lufteinlass 16 eingesaugt, die dann im Kompressor 3 verdichtet und über den Luftauslass 6 der Verbrennungskraftmaschine zugeführt wird. 1 shows an exhaust gas turbocharger 1 with a turbine 2 and a compressor 3 , In the compressor 3 is the compressor wheel 9 rotatably mounted and with the turbo shaft 5 connected. Also the turbo shaft 5 is rotatably mounted and at its other end with the turbine wheel 4 connected. The combination of compressor wheel 9 , Turbo shaft 5 and turbine wheel 4 is also referred to as a running tool. About the turbine inlet 7 is hot exhaust gas from an internal combustion engine, not shown here in the turbine 2 let in, with the turbine wheel 4 is set in rotation. The exhaust gas flow leaves the turbine 2 through the turbine outlet 8th , About the turbo shaft 5 is the turbine wheel 4 with the compressor wheel 9 connected. This drives the turbine 2 the compressor 3 at. In the compressor 3 gets air through the air intake 16 sucked in, then in the compressor 3 compressed and over the air outlet 6 the internal combustion engine is supplied.

2 zeigt den Kompressor 3 in einer Schnittdarstellung. In dem Kompressorgehäuse ist das Kompressorrad 9 zu erkennen. Das Kompressorrad 9 ist auf der Turbowelle 5 mit dem Magnetfeld erzeugenden Element 17 befestigt. Das Magnetfeld erzeugende Element 17 befindet sich damit im Lufteinlass 16 des Kompressors 3. Das Magnetfeld erzeugende Element 17 kann zum Beispiel als Hutmutter ausgebildet sein, die auf ein auf der Turbowelle 5 aufgebrachtes Gewinde aufgeschraubt wird, um das Kompressorrad 9 gegen einen Bund der Turbowelle 5 mit dieser fest zu verspannen. In dem Magnetfeld erzeugenden Element 17 zur Befestigung des Kompressorrad 9 an der Turbowelle 5 befindet sich ein ringförmiger Permanentmagnet 13. Der Magnet 13 dreht sich bei der Rotation der Turbowelle 5 mit dieser um die Rotationsachse der Turbowelle 5. Dabei erzeugt der Magnet 13 eine Änderung der magnetischen Feldstärke bzw. des magnetischen Feldgradienten in dem Sensor 15. Diese Änderung des Magnetfeldes bzw. des Feldgradienten erzeugt im Sensor 15 ein elektronisch verarbeitbares Signal, das proportional zur Drehzahl der Turbowelle 5 ist. 2 shows the compressor 3 in a sectional view. In the compressor housing is the compressor wheel 9 to recognize. The compressor wheel 9 is on the turbo shaft 5 with the magnetic field generating element 17 attached. The magnetic field generating element 17 is thus in the air intake 16 of the compressor 3 , The magnetic field generating element 17 For example, it can be designed as a cap nut pointing at one on the turbo shaft 5 Applied thread is screwed to the compressor wheel 9 against a covenant of the turbo shaft 5 to be firmly clamped with this. In the magnetic field generating element 17 for fixing the compressor wheel 9 at the turbo shaft 5 there is an annular permanent magnet 13 , The magnet 13 rotates during the rotation of the turbo shaft 5 with this around the axis of rotation of the turbo shaft 5 , The magnet generates 13 a change in the magnetic field strength or the magnetic field gradient in the sensor 15 , This change in the magnetic field or the field gradient generated in sensor 15 an electronically processable signal that is proportional to the speed of the turbo shaft 5 is.

In einer seitlichen Schnittdarstellung zeigt 3 ein Magnetfeld erzeugende Element 17 zur Befestigung eines Kompressorrades 9 an einer Turbowelle 5 nach dem Stand der Technik.In a side sectional view shows 3 a magnetic field generating element 17 for fastening a compressor wheel 9 on a turbo shaft 5 According to the state of the art.

Der Grundkörper 11 weist eine Einfassung 10 auf, in die der Permanentmagnet 13 eingepasst ist. Zum Schutz des Magneten 13 vor mechanischen Belastungen und chemisch reaktiven Gasen ist die Einfassung 10 mit einer Schutzkappe 14 verschlossen. Das Verschließen der Einfassung 10 mit der Schutzkappe 14 kann durch das Aufbringen von Schweißnähten 12 erfolgen, die einerseits eine hohe mechanische Stabilität gewährleisten und zum anderen einen gasdichten Abschluss der Einfassung gegen die äußere Umgebung bewirken.The main body 11 has a border 10 on, in which the permanent magnet 13 is fitted. To protect the magnet 13 mechanical stress and chemically reactive gases is the surround 10 with a protective cap 14 locked. Closing the mount 10 with the protective cap 14 can by applying welds 12 carried out, on the one hand ensure a high mechanical stability and on the other cause a gas-tight closure of the enclosure against the external environment.

In diesem Beispiel stützt sich die Schutzkappe 14 auf einen umlaufenden Absatz 20 ab, so dass die Schutzkappe 14 und der obere Bereich des Grundkörpers 11 eine ebene Fläche bilden. Darüber hinaus weist das Magnetfeld erzeugende Element 17 ein Gewinde 19 auf, mit dem das Magnetfeld erzeugende Element 17 auf ein Außengewinde einer Turbowelle 5 aufgeschraubt werden kann. Zum Ansetzen eines Schraubwerkzeuges kann an dem Magnetfeld erzeugenden Element 17 zum Beispiel ein Sechskant 18 ausgebildet sein.In this example, the protective cap is supported 14 on a circumferential paragraph 20 off, leaving the protective cap 14 and the upper portion of the main body 11 form a flat surface. In addition, the magnetic field generating element 17 a thread 19 on, with the magnetic field generating element 17 on an external thread of a turbo shaft 5 can be screwed on. To attach a screwing can on the magnetic field generating element 17 for example, a hexagon 18 be educated.

Es sei betont, dass es sich bei dem Magnetfeld erzeugenden Element 17 um ein mechanisch und chemisch extrem hoch belastetes Bauteil handelt, da aufgrund der enorm hohen Drehzahl von bis zu 270000 U/min immense Belastungen auf das Magnetfeld erzeugende Element 17 einwirken und durch die Abgasrückführung in den Lufteinlass 16 des Abgasturboladers 1 das Magnetfeld erzeugende Element 17 chemisch hoch reaktiven Gasen ausgesetzt ist.It should be emphasized that it is the magnetic field generating element 17 is a mechanically and chemically extremely highly loaded component, as due to the enormously high speed of up to 270000 U / min immense loads on the magnetic field generating element 17 act and through the exhaust gas recirculation into the air inlet 16 the exhaust gas turbocharger 1 the magnetic field generating element 17 chemically highly reactive gases is exposed.

Um diesen hohen Anforderungen gerecht zu werden, wird ein in 4 dargestelltes Magnetfeld erzeugendes Element 17 vorgeschlagen. Das erfindungsgemäße Magnetfeld erzeugende Element 17 ist mindestens dreiteilig ausgebildet. Das Magnetfelderzeugende Element weist einen Grundkörper 11, einen ringförmigen Magnet 13 und einen Mantelkörper 22 auf. Der Grundkörper 11 besteht aus einem hochfesten Metall, dass das Magnetfeld gut leitet. In das hochfeste Metall des Grundkörpers 11 kann ein sehr feines Gewinde 19 geschnitten werden, wodurch das Magnetfeld erzeugende Element 17 mit einer Turbowelle 5 verschraubt werden kann. Durch das sehr feine Gewinde 19 kann ein hohes Anzugsdrehmoment auf das Magnetfeld erzeugende Element 17 übertragen werden, womit das Kompressorrad sehr fest an die Turbowelle 5 gepresst werden kann, woraus sich eine sehr stabile Verbindung zwischen dem Kompressorrad und der Turbowelle 5 ergibt. Der auf dem Grundkörper 11 gelagerte Magnet 13 erzeugt ein Magnetfeld, das vom Metall des Grundkörpers 11 sehr gut geleitet wird, wodurch der Sensor 15 auch in relativ großer Entfernung das Magnetfeld des sich drehenden Magnetfeld erzeugenden Elements 17 erfassen kann. Der Magnet 13 wird von dem Grundkörper 11 und einem mit diesem verschweißten Mantelkörper 22 vollständig umgeben. Der Mantelkörper 22 besteht aus einem nicht magnetischen Material und er dient zur Aufnahme eines Drehwerkzeuges. Dazu ist der Mantelkörper 22 beispielsweise als Sechskant 18 ausgebildet. Der Mantelkörper 22 ist mit dem Grundkörper 11 verschweißt, wodurch alle an den Mantelkörper 22 durch das Drehwerkzeug übertragenen Kräfte direkt auf den Grundkörper 11 weitergeleitet werden. Der ringförmige Magnet 13 wird durch diese mechanischen Belastungen nicht beansprucht. Dies ist sehr vorteilhaft, da der ringförmige Magnet beispielsweise aus einem gesinterten selteneerden-Metall besteht, das bekanntlich sehr spröde ist und auf mechanische Belastungen mit einem Materialbruch reagiert. Durch die mindestens dreiteilige Ausführung des Magnetfeld erzeugenden Elementes wird es möglich, alle Anforderungen, die an dieses Element 17 gestellt werden, zu erfüllen. Zum einen erzeugt das Magnetfeld erzeugende Element 17 ein magnetisches Feld mit hoher Feldstärke und zum anderen können mit dem Magnetfeld erzeugenden Element 17 hohe Kräfte auf das Kompressorrad übertragen werden, um eine sichere Verbindung zwischen dem Kompressorrad 9 und der Turbowelle 5 zu gewährleisten. Auch im Hinblick auf die hohe chemische Aggressivität auf der im Lufteinlass 16 des Kompressors 3 bietet das erfindungsgemäße Magnetfeld erzeugende Element 17 einen besonders vorteilhaften Schutz des Magneten 13, der vollständig von dem Grundkörper 11 und dem Mantelkörper 22 umgeben ist. Dazu ist der Grundkörper 11 mit dem Mantelkörper 22 gasdicht verschweißt.In order to meet these high demands, an in 4 illustrated magnetic field generating element 17 proposed. The magnetic field generating element according to the invention 17 is formed at least in three parts. The magnetic field generating element has a main body 11 , an annular magnet 13 and a jacket body 22 on. The main body 11 is made of a high strength metal that conducts the magnetic field well. In the high-strength metal of the body 11 can be a very fine thread 19 are cut, whereby the magnetic field generating element 17 with a turbo shaft 5 can be screwed. Due to the very fine thread 19 can high torque on the magnetic field generating element 17 be transferred, whereby the compressor wheel very firmly to the turbo shaft 5 can be pressed, resulting in a very stable connection between the compressor wheel and the turbo shaft 5 results. The one on the main body 11 stored magnet 13 creates a magnetic field that comes from the metal of the body 11 is passed very well, causing the sensor 15 even at a relatively great distance, the magnetic field of the rotating magnetic field generating element 17 can capture. The magnet 13 is from the main body 11 and a welded with this jacket body 22 completely surrounded. The jacket body 22 It consists of a non-magnetic material and serves to accommodate a turning tool. This is the jacket body 22 for example as a hexagon 18 educated. The jacket body 22 is with the main body 11 welded, causing all of the jacket body 22 transmitted by the rotary tool forces directly on the body 11 to get redirected. The annular magnet 13 is not stressed by these mechanical loads. This is very advantageous because the annular magnet, for example, consists of a sintered rare earth metal, which is known to be very brittle and reacts to mechanical stress with a material fracture. Due to the at least three-part design of the magnetic field generating element, it becomes possible, all the requirements of this element 17 to be fulfilled. First, the magnetic field generating element generates 17 a magnetic field with high field strength and on the other hand, with the magnetic field generating element 17 high forces are transmitted to the compressor wheel to ensure a secure connection between the compressor wheel 9 and the turbo shaft 5 to ensure. Also in terms of high chemical aggressiveness on the air intake 16 of the compressor 3 provides the magnetic field generating element according to the invention 17 a particularly advantageous protection of the magnet 13 that completely from the main body 11 and the jacket body 22 is surrounded. This is the basic body 11 with the jacket body 22 gas-tight welded.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Abgasturboladerturbocharger
22
Turbineturbine
33
Kompressorcompressor
44
Turbinenradturbine
55
Turbowelleturboshaft
66
Luftauslassair outlet
77
Turbineneinlassturbine inlet
88th
Turbinenauslassturbine outlet
99
Kompressorradcompressor
1010
Einfassungmount
1111
Grundkörperbody
1212
SchweißnahtWeld
1313
Magnetmagnet
1414
Schutzkappeprotective cap
1515
Sensorsensor
1616
Lufteinlassair intake
1717
Magnetfeld erzeugendes ElementMagnetic field generating element
1818
Sechskanthexagon
1919
Gewindethread
2020
umlaufender Absatzcircumferential heel
2121
Grenzfläche zum KompressorradInterface to the compressor wheel
2222
Mantelkörpercovering body

Claims (5)

Magnetfeld erzeugendes Element (17) zur Befestigung eines Kompressorrades (9) an einer Turbowelle (5) eines Abgasturboladers (1), mit einem Grundkörper (11), der einen ringförmigen, mit einer Turbowelle (5) rotierenden Magneten (13) aufnimmt, wobei das Magnetfeld erzeugende Element (17) mindestens dreiteilig, aus einem Mantelkörper (22), dem Grundkörper (11) und dem ringförmigen Magneten (13) aufgebaut ist, wobei der Grundkörper (11) aus einem das Magnetfeld gut leitenden, hochfesten Metall besteht, auf dem der ringförmige Magnet (13) gelagert ist und der Mantelkörper (22) aus einem nichtmagnetischen Material besteht, und mit dem Grundkörper (11) derart verschweißt ist, dass der Mantelkörper (22) und der Grundkörper (11) für den Magneten (13) eine Einfassung (10) bilden und wobei in dem Grundkörper (11) ein Gewinde (19) zur Verschraubung des Magnetfeld erzeugenden Elementes (17) mit einem Gewinde auf der Turbowelle (5) ausgebildet ist.Magnetic field generating element ( 17 ) for fastening a compressor wheel ( 9 ) on a turbo shaft ( 5 ) of an exhaust gas turbocharger ( 1 ), with a basic body ( 11 ), which has an annular, with a turbo shaft ( 5 ) rotating magnets ( 13 ), wherein the magnetic field generating element ( 17 ) at least in three parts, from a shell body ( 22 ), the basic body ( 11 ) and the annular magnet ( 13 ), wherein the basic body ( 11 ) consists of a magnetic good conducting, high-strength metal on which the annular magnet ( 13 ) is mounted and the jacket body ( 22 ) consists of a non-magnetic material, and with the main body ( 11 ) is welded such that the jacket body ( 22 ) and the basic body ( 11 ) for the magnet ( 13 ) an edging ( 10 ) and wherein in the basic body ( 11 ) a thread ( 19 ) for screwing the magnetic field generating element ( 17 ) with a thread on the turbo shaft ( 5 ) is trained. Magnetfeld erzeugendes Element (17) zur Befestigung eines Kompressorrades (9) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (11) aus 17-4PH Stahl besteht.Magnetic field generating element ( 17 ) for fastening a compressor wheel ( 9 ) according to claim 1, characterized in that the basic body ( 11 ) consists of 17-4PH steel. Magnetfeld erzeugendes Element (17) zur Befestigung eines Kompressorrades (9) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige Magnet (13) Selteneerden-Metalle enthält.Magnetic field generating element ( 17 ) for fastening a compressor wheel ( 9 ) according to claim 1, characterized in that the annular magnet ( 13 ) Contains rare earth metals. Magnetfeld erzeugendes Element (17) zur Befestigung eines Kompressorrades (9) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantelkörper (22) aus VA-Stahl besteht.Magnetic field generating element ( 17 ) for fastening a compressor wheel ( 9 ) according to claim 1, characterized in that the jacket body ( 22 ) consists of VA steel. Magnetfeld erzeugendes Element (17) zur Befestigung eines Kompressorrades (9) nach mindestens einem der vorgenannten Anspruche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantelkörper (22) mit dem Grundkörper (11) gasdicht verschweißt ist.Magnetic field generating element ( 17 ) for fastening a compressor wheel ( 9 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the jacket body ( 22 ) with the basic body ( 11 ) is welded gas-tight.
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