DE102009005036A1

DE102009005036A1 - Method for manufacturing loading unit, particularly turbocharger for internal combustion engine of motor vehicle, involves storing shaft in bearing housing in rotationally movable manner

Info

Publication number: DE102009005036A1
Application number: DE200910005036
Authority: DE
Inventors: Michal Klusácek; Martin Dr. Schlegl
Original assignee: Bosch Mahle Turbo Systems GmbH and Co KG
Current assignee: BMTS Technology GmbH and Co KG
Priority date: 2009-01-17
Filing date: 2009-01-17
Publication date: 2010-07-22

Abstract

The method involves storing a shaft in a bearing housing (2) in a rotationally movable manner. The bearing housing is separated by cracking in two positions parallel to a rotation axis of a rotor unit, such that the separation by cracking of the bearing housing generates two fragments (4,5) with two fracture surfaces (6,7,6',7'). An independent claim is also included for a loading unit comprises a rotor unit, and a bearing housing made from casting, particularly metal casting.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Ladeeinrichtung, insbesondere eines Turboladers, für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine derartige Ladeeinrichtung.The Invention relates to a method for producing a charging device, in particular a turbocharger, for an internal combustion engine of a motor vehicle. Furthermore, the invention relates to such a charging device.

In einem konventionellen Abgasturbolader ist es möglich, ein einteiliges als Gussbauteil konzipiertes Lagergehäuse zu verwenden. Bei der Endmontage eines solchen Abgasturboladers werden ein Verdichter- und ein Turbinengehäuse an das Lagergehäuse angeschraubt. Bei der Verwendung allerdings eines einstückigen Rotors, bei dem ein Verdichterrad, eine Welle und ein Turbinenrad integral miteinander und nicht trennbar ausgeformt sind, ergibt sich bei einer Lagerung der zwischen dem Verdichterrad und dem Turbinenrad angeordneten Welle das Problem, dass die Welle nicht in zumindest ein Lager bzw. in das Lagergehäuse eingeschoben werden kann. In diesem Fall muss das Lagergehäuse zumindest zweiteilig ausgebildet sein. In Folge der Mehrteiligkeit ist es nun möglich, das Lagergehäuse um die Welle zu montieren. Nachteilig an der mehrteiligen Ausbildung des Lagergehäuses ist eine mögliche Undichtigkeit an den Fügestellen der Gehäuseteile.In a conventional exhaust gas turbocharger, it is possible to use a one-piece as Casting designed bearing housing to use. In the final assembly Such a turbocharger be a compressor and a turbine housing to the bearing housing screwed. However, when using a one-piece rotor, wherein a compressor wheel, a shaft and a turbine wheel are integral with each other and are not formed separable results in storage disposed between the compressor wheel and the turbine wheel Wave the problem that the shaft is not in at least one bearing or in the bearing housing can be inserted. In this case, the bearing housing must at least be formed in two parts. In consequence of the multipartite it is now possible, the bearing housing around to assemble the shaft. A disadvantage of the multipart training of the bearing housing is a possible Leakage at the joints the housing parts.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für ein solches Verfahren zur Herstellung einer Ladeeinrichtung bzw. für eine solche Ladeeinrichtung eine verbesserte oder zumindest eine andere Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch eine dichte Ausbildung der Fügestellen der Gehäuseteile auszeichnet.The present invention employs dealing with the problem, for Such a method for producing a charging device or for one such charging device an improved or at least another embodiment particular due to a dense education of the joints the housing parts distinguished.

Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.According to the invention this Problem with the objects the independent one claims solved. Advantageous embodiments are the subject of the dependent Claims.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, bei der Herstellung einer solchen Ladeeinrichtung das Lagergehäuse, das zwischen dem Turbinenrad und dem Verdichterrad angeordnet ist und das die ebenfalls zwischen dem Turbinenrad und dem Verdichterrad angeordneten Welle einer Rotoreinheit lagert, durch Bruchtrennen in zumindest zwei Bruchstücke mit zwei Bruchflächen pro Bruchstück zu teilen. Durch das Bruchtrennen entstehen bei zwei Bruchstücken jeweils zumindest zwei Bruchflächen. Die Bruchstücke lassen sich während der Montage, da die gegenüberliegenden Bruchflächen der jeweiligen Teile komplementär ausgeformt sind, exakt zueinander ausrichten. Nach dem Zusammenfügen der Bruchstücke um die Welle der Rotoreinheit schließen die miteinander korrespondierenden Oberflächen der gegenüberliegenden Bruchflächen vollständig dicht. Damit kann das Lagergehäuse bzgl. der entstandenen Bruchflächen hermetisch verschlossen werden. Ein Austreten von im Lagergehäuse befindendlichen Schmier- und Kühlungsmedien ist somit verhindert.The Invention is based on the general idea in the production Such a charging device, the bearing housing between the turbine wheel and the compressor wheel is arranged and that also between the shaft of the turbine and the compressor arranged shaft of a rotor unit stores, by fracture in at least two fragments with two fractured surfaces per fragment too share. Due to the fracture separation occur with two fragments each at least two fracture surfaces. Leave the fragments while the assembly, because the opposite fracture surfaces the respective parts complementary are shaped, align exactly with each other. After assembling the fragments around the Shaft of the rotor unit close the mutually corresponding surfaces of the opposite fracture surfaces Completely tight. Thus, the bearing housing regarding the resulting fractured surfaces hermetically sealed. An escape of lubricants located in the bearing housing and cooling media is thus prevented.

Vorteilhaft ist die Ausformung zumindest einer Sollbruchstelle am Lagergehäuse vor dem Bruchtrennen, damit das Lagergehäuse einfacher an zumindest einer Stelle durch mechanisches oder thermisches Bruchtrennen geteilt werden kann.Advantageous is the formation of at least one predetermined breaking point on the bearing housing before the fracture separation, so that the bearing housing easier at least a site divided by mechanical or thermal fracture separation can be.

Damit nach dem Bruchtrennen die einzelnen Bruchstücke des Lagergehäuses im endmontierten Zustand um die Welle der Rotoreinheit wieder fest miteinander verbindbar sind, ist es zweckmäßig, das Lagergehäuse vor dem Bruchtrennen mit einer Befestigungseinrichtung, wie z. B. senkrecht zur Bruchfläche verlaufende Bohrungen im Lagergehäuse, zu versehen, damit, nachdem die Welle zwischen den Lagergehäuse-Bruchstücken angeordnet worden ist, die Bruchstücke des Lagergehäuses fest und dichtend miteinander befestigt werden können.In order to after the break separation the individual fragments of the bearing housing in final assembled state around the shaft of the rotor unit again firmly together are connectable, it is appropriate to the bearing housing before the fracture separation with a fastening device, such. B. perpendicular to the fracture surface running holes in the bearing housing to provide so that after arranged the shaft between the bearing housing fragments been, the fragments of the bearing housing firmly and sealingly can be fastened together.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus der Zeichnung und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnung.Further important features and advantages of the invention will become apparent from the Dependent claims, from the drawing and the associated Description of the figures with reference to the drawing.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It it is understood that the above and the following yet to be explained features not only in the specified combination, but also in other combinations or alone, without to leave the scope of the present invention.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.preferred embodiments The invention are illustrated in the drawings and in the following description explained.

Die einzige 1 zeigt eine schematische Skizze eines zwei Gehäusehälften umfassenden Lagergehäuses.The only 1 shows a schematic sketch of a two housing halves comprehensive bearing housing.

Entsprechend 1 weist eine Ladevorrichtung 1, bei der es sich bevorzugt um einen Abgasturbolader, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, handelt, ein Lagergehäuse 2 auf. Das Lagergehäuse 2 weist einen Lagerbereich 3, ein erstes oder oberes Bruchstück 4 und ein zweites oder unteres Bruchstück 5 auf. Das untere Bruchstück 5 ist mit zwei Bruchflächen 6, 6' ausgestattet, während das obere Bruchstück 4 ebenfalls zwei Bruchflächen 7, 7' aufweist. Jeweils zwei Bruchflächen 6, 7 und 6', 7' sind gegenüberliegend angeordnet und komplementär zueinander ausgeformt. Ebenfalls vorteilhaft ist die Ausbildung einer Befestigungseinrichtung 8, die gemäß 1 pro Bruchstück 4, 5 jeweils zwei zu den Bruchflächen 6', 7' bevorzugt senkrechte Bohrungen 9, 9' und 10, 10' aufweist. Nach Anordnung einer Welle einer Rotoreinheit im Lagerbereich 3 können die zwei Bruchstücke 4, 5 mittels der Bohrungen 9, 10 und 9', 10', sowie vier weiteren, in 1 nicht dargestellten Bohrungen auf der Seite der Bruchflächen 6, 7 miteinander verschraubt werden.Corresponding 1 has a loading device 1 , which is preferably an exhaust gas turbocharger, in particular a motor vehicle, is a bearing housing 2 on. The bearing housing 2 has a storage area 3 , a first or upper fragment 4 and a second or lower fragment 5 on. The lower fragment 5 is with two fractured surfaces 6 . 6 ' equipped while the upper fragment 4 also two fractured surfaces 7 . 7 ' having. Two fractured surfaces each 6 . 7 and 6 ' . 7 ' are arranged opposite each other and formed complementary to each other. Also advantageous is the formation of a fastening device 8th according to 1 per fragment 4 . 5 two each to the fracture surfaces 6 ' . 7 ' preferably vertical holes 9 . 9 ' and 10 . 10 ' having. After arranging a shaft of a rotor unit in the storage area 3 can the two fragments 4 . 5 by means of the holes 9 . 10 and 9 ' . 10 ' , as well as four others, in 1 not shown holes on the side of the fracture surfaces 6 . 7 be bolted together.

Bevorzugt ist die Ausbildung von zwei als Gehäusehälften ausgeformten Bruchstücken 4, 5 mit jeweils zwei Bruchflächen 6, 6' und 7, 7', die dann in einer Bruch- oder Trennebene liegen. Dabei wird vor dem Bruchtrennen des Lagergehäuses 2 dasselbe mechanisch endbearbeitet. Durch die vorangehende mechanische Endbearbeitung ist es möglich, vor allem den Lagerbereich 3 mit hoher Zentrizitätsqualität auszuformen, sodass die Welle der Rotoreinheit nahezu ohne Unwuchten im Lagerbereich 3 rotieren kann. Vor dem Bruchtrennen kann das Lagergehäuse 2 mit einer Sollbruchstelle versehen werden, die ein mechanisches oder thermisches Bruchtrennen erleichtert.Preferably, the formation of two shaped as a housing halves fragments 4 . 5 each with two fracture surfaces 6 . 6 ' and 7 . 7 ' , which then lie in a fracture or separation plane. It is before the fracture separation of the bearing housing 2 the same mechanically finished. Due to the preceding mechanical finishing, it is possible, especially the storage area 3 form with high Zentrizitätsqualität, so that the shaft of the rotor unit with virtually no imbalances in the storage area 3 can rotate. Before the fracture separation, the bearing housing 2 be provided with a predetermined breaking point, which facilitates a mechanical or thermal fracture separation.

Nach dem Bruchtrennen und Einbringen der Welle der Rotoreinheit in den Lagerbereich 3 können die zumindest zwei als Gehäusehälften ausgeformten Bruchstücke 4, 5 mittels der Befestigungseinrichtung 8, die z. B. als miteinander verschraubbare Bohrungen 9, 10 und 9', 10' mit Gewinde und/oder z. B. als planparallele Spannflächen zum schraubenlosen Verbinden ausgeformt sein können, miteinander verbunden werden. Dabei erleichtert die komplementäre Ausformung der jeweils gegenüberliegenden Bruchflächen 6, 7 und 6', 7' eine genaue Ausrichtung der Bruchstücke 4, 5 zueinander. Dies hat unter anderem den Vorteil, dass der Lagerbereich 3 auch nach dem Bruchtrennen des Lagergehäuses 2 und nach dem Zusammenfügen und Fixieren der Bruchstücke 4, 5 durch die Befestigungseinrichtung 8 keine wesentliche Verschlechterung bzgl. seiner während der Endbearbeitung hergestellten Konzentrizitätsqualität erfährt und somit der Lagerbereich 2 im wesentlichen die gleiche Konzentrizitätsqualität aufweist, wie vor dem Bruchtrennen. Des Weiteren ist durch die komplementär ausgeformten Bruchflächen 6, 7 bzw. 6', 7' nach dem Verschrauben und/oder Verspannen eine vollständige Dichtheit dieser zusammengefügten Bruchflächen 6, 7 und 6', 7' gewährleistet, da die Bruchstücke 4, 5 an ihren Bruchebenen vollständig und großflächig, insbesondere vollflächig, ineinander greifen. Durch dieses vollständige Verschließen des Lagerbereichs 3 bzgl. der Bruchflächen 6, 7, 6', 7' ist ein Austreten von Schmier- und Kühlungsmedien effektiv verhindert.After the fracture separation and introduction of the shaft of the rotor unit in the storage area 3 can the at least two shaped as a housing halves fragments 4 . 5 by means of the fastening device 8th that z. B. as screwed together holes 9 . 10 and 9 ' . 10 ' with thread and / or z. B. can be formed as a plane-parallel clamping surfaces for screwless connection, connected to each other. This facilitates the complementary formation of the respective opposite fracture surfaces 6 . 7 and 6 ' . 7 ' an exact alignment of the fragments 4 . 5 to each other. This has the advantage, among other things, that the storage area 3 even after the fracture separation of the bearing housing 2 and after assembling and fixing the fragments 4 . 5 through the fastening device 8th does not experience any significant deterioration in terms of its concentricity quality produced during finishing, and thus the storage area 2 has substantially the same concentricity quality as before fracture separation. Furthermore, by the complementarily shaped fracture surfaces 6 . 7 respectively. 6 ' . 7 ' after screwing and / or clamping a complete tightness of these joined fracture surfaces 6 . 7 and 6 ' . 7 ' guaranteed, since the fragments 4 . 5 at their fracture planes completely and over a large area, in particular full surface, interlock. By this complete closing of the storage area 3 regarding the fracture surfaces 6 . 7 . 6 ' . 7 ' is leakage of lubricants and cooling media effectively prevented.

Ein solches Verfahren zur Herstellung des bruchgetrennten Lagergehäuses 2 für die Ladeeinrichtung 1 kann auch für eine Ladeeinrichtung verwendet werden, die eine nicht einstückige bzw. nicht integral ausgeformte Rotoreinheit aufweist. Um einen optimalen, durch die Befestigungseinrichtung 8 erzeugten Anpressdruck der Bruchflächen 6, 7 bzw. 6', 7' zueinander zu erreichen, ist es zum einen vorteilhaft, dass die Bruchflächen 6, 7 und 6', 7' in ihrer Verlängerung die Rotationsachse der Rotoreinheit enthalten und zum anderen, dass die Befestigungseinrichtung 8 eine Kraftwirkung aufweist, die senkrecht zu den Bruchflächen 6, 6', 7, 7' ist. Als Material eignet sich für ein solches bruchtrennbares Lagergehäuse 2 am zweckmäßigsten ein Gussmetall.Such a method for producing the fracture-separated bearing housing 2 for the charging device 1 can also be used for a charging device having a non-integral or non-integrally molded rotor unit. To an optimal, through the fastening device 8th generated contact pressure of the fracture surfaces 6 . 7 respectively. 6 ' . 7 ' To achieve one another, it is advantageous for one, that the fracture surfaces 6 . 7 and 6 ' . 7 ' in its extension contain the axis of rotation of the rotor unit and on the other hand, that the fastening device 8th has a force acting perpendicular to the fracture surfaces 6 . 6 ' . 7 . 7 ' is. The material is suitable for such a break-away bearing housing 2 most suitably a cast metal.

Claims

Method for producing a charging device ( 1 ), in particular a turbocharger, for an internal combustion engine of a motor vehicle, - comprising a rotor unit comprising a turbine wheel, a shaft and a compressor wheel, - having at least one bearing housing rotatably supporting the shaft ( 2 ), The bearing housing ( 2 ) is fracture-separated at at least two points parallel to an axis of rotation of the rotor unit, so that by the fracture separation of the bearing housing ( 2 ) at least two fragments ( 4 . 5 ) each with two fracture surfaces ( 6 . 7 . 6 ' . 7 ' ) arise.

A method according to claim 1, characterized in that before the fracture separation, the bearing housing ( 2 ) is mechanically finished.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that before the fracture separation, the bearing housing ( 2 ) is provided with at least one predetermined breaking point.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that before the fracture separation on the bearing housing ( 2 ) at least one fastening device ( 8th ) is formed, so that, by the fracture separation resulting fragments ( 4 . 5 ) in the assembled state by means of this fastening device ( 8th ) are connectable.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the bearing housing ( 2 ) is divided at least at one point by mechanical or thermal fracture separation.

Charging device produced by the method according to one of the preceding claims, characterized in that the charging device ( 1 ) has a one-piece, integrally molded rotor unit.

Charging device according to one of the preceding claims, characterized in that the axis of rotation and at least one fracture surface ( 6 . 7 . 6 ' . 7 ' ) of the fragment ( 4 . 5 ) lie in one plane.

Charging device according to one of the preceding the claims, characterized in that the bearing housing ( 2 ) two half fragments ( 4 . 5 ) having.

Charging device according to claim 8, characterized in that the axis of rotation and at least two on a half-fragment ( 4 . 5 ) opposite fracture surfaces ( 6 . 7 . 6 ' . 7 ' ) lie in one plane.

Charging device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one bearing housing ( 2 ) is arranged between the compressor wheel and the turbine wheel.

Charging device according to one of the preceding claims, characterized in that the bearing housing ( 2 ) of cast, in particular cast metal, is formed.