DE102009035172A1

DE102009035172A1 - Verfahren zum Auswuchten eines Laufzeugs

Info

Publication number: DE102009035172A1
Application number: DE102009035172A
Authority: DE
Inventors: Markus Dr.-Ing. Müller; Michael Dipl.-Ing. Rott
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2009-07-29
Filing date: 2009-07-29
Publication date: 2011-02-10

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auswuchten eines Laufzeugs (18) für einen Abgasturbolader (10), welches zumindest ein Laufrad (22, 26) und eine korrespondierende Welle (24) umfasst, bei welchem das zumindest eine Laufrad (22, 26) und die Welle (24) ausgewuchtet werden, wobei eine nach dem Auswuchten des zumindest einen Laufrads (22, 26) und der Welle (24) verbleibende Unwucht des zumindest einen Laufrads (22, 26) und der Welle (24) mittels einer Markierungseinrichtung auf dem zumindest einen Laufrad (22, 26) bzw. auf der Welle (24) markiert wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auswuchten eines Laufzeugs nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Im Rahmen einer Herstellung bzw. einer Montage eines Laufzeugs für einen Abgasturbolader mit zumindest einem Laufrad und einer korrespondierenden Welle werden dieses Laufrad und diese Welle ausgewuchtet.
Nach diesem Auswuchten erfolgt ein quasi willkürlicher Zusammenbau des Laufrads und der Welle, bzw. eines Laufrads und einer Welle, welche in unterschiedlichen Auswuchtprozessen ausgewuchtet wurden.
Eine Möglichkeit eines dynamischen Auswuchtens eines Laufzeugs für einen Abgasturbolader hängt stark von einem Zusammenbau des Laufrads und der Welle ab. Bei einigen Zusammenbauten führt dies dazu, dass das Laufzeug überhaupt nicht mehr auszuwuchten ist, bei anderen nur mit einem hohen Materialabtrag in einem Bereich einer Mutter zur Befestigung des Laufrads auf der Welle.
Eine ideale Kombination der genannten Komponenten, ein so genanntes Matching, zur Erzielung einer minimalen Unwucht erfolgt dabei nicht. Dies führt zu einem hohen Ausschuss in einer Fertigung des Abgasturboladers und damit zu unerwünscht hohen Fertigungskosten bzw. zu mechanisch instabilen Abgasturboladern.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Auswuchten eines Laufzeugs der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass eine Reduzierung von Fertigungskosten ermöglicht ist.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Auswuchten eines Laufzeugs mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Auswuchten eines Laufzeugs für einen Abgasturbolader, welches zumindest ein Laufrad und eine korrespondierende Welle umfasst, bei welchem das zumindest eine Laufrad und die Welle ausgewuchtet werden, zeichnet sich dadurch aus, dass eine nach dem Auswuchten des zumindest einen Laufrads und der Welle verbleibende Unwucht des zumindest einen Laufrads und der Welle mittels einer Markierungseinrichtung auf dem zumindest einen Laufrad bzw. auf der Welle markiert wird. Dabei wird die verbleibende Unwucht beispielsweise mittels einer Datenmatrix (Data Matrix Code) auf dem Laufrad bzw. auf der Welle vermerkt. Durch diese Markierung der verbleibende Unwucht ist es möglich, ein Laufrad und eine Welle so zu kombinieren und so zueinander zu montieren, dass eine Unwucht des so gebildeten Laufzeugs vermieden oder zumindest drastisch reduziert wird. Allein die so geschaffene Möglichkeit des Auswuchtens, welche des Weiteren einen nur sehr geringen Materialabtrag aufweist, vermeidet oder senkt zumindest einen Ausschuss während einer Fertigung bzw. einer Montage des Laufzeugs, was mit geringen Fertigungskosten des Laufzeugs und damit des Abgasturboladers einhergeht.
Die jeweilige verbleibende Unwucht wird dabei beispielsweise mittels eines Lasers auf dem zumindest einen Laufrad bzw. auf der Welle markiert und ist somit dauerhaft auf dem jeweiligen Bauteil aufgebracht, ohne das Bauteil zu beschädigen bei gleichzeitiger Vermeidung einer Gefahr eines Verschwindens der Markierung, was beispielsweise durch Verwischen oder Berühren der Markierung durch einen Monteur erfolgen könnte.
Wird mittels der Markierungseinrichtung jeweils ein Vektor der jeweiligen verbleibenden Unwucht auf dem zumindest einen Laufrad bzw. auf der Welle markiert und wird der jeweilige Vektor mittels eines Punkts markiert, so stellt dies eine kleine und Platz sparende Realisierung der Markierung dar, ohne mechanische Eigenschaften des Laufrads und/oder der Welle in irgendeiner Weise negativ zu beeinflussen.
Vorteilhafter Weise werden dann bei einem Montieren des zumindest einen Laufrads und der Welle die Markierung des zumindest einen Laufrad und die Markierung der Welle diametral zueinander ausgerichtet, woraufhin das Laufrad und die Welle drehfest miteinander verbunden werden. Dadurch kann ein resultierender Unwuchtvektor eines Verbundes aus dem Laufrad und der Welle minimiert werden.
An dieser Stelle sei angemerkt, dass die besagte Welle auch einstückig mit einem Laufrad ausgebildet sein kann. Ein Beispiel hierfür ist, dass ein so genannter Turbinenradrotor, welcher einen Verbund aus einem Turbinenrad und aus einer Rotorwelle eines Laufzeugs eines Abgasturboladers darstellt, sowie ein Verdichterrad im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens aufgewuchtet, markiert und gegebenenfalls verbunden werden. Ebenso ist es jedoch vorstellbar, dass die Welle auch einstückig mit dem Verdichterrad ausgebildet ist, und das Turbinenrad und ein Verbund aus Verdichterrad und der Welle ausgewuchtet, entsprechend ausgerichtet und gegebenenfalls miteinander montiert werden.
Werden das Laufrad und die Welle in einem Bereich eines Radeintritts des Laufrads markiert, so birgt dies den Vorteil, dass die Markierung bei der Montage des Laufrads und der Welle von einem Radeintrittsbereich her in einem Gehäuse des Abgasturboladers in einem Sichtbereich eines Monteurs liegt. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn es sich bei dem Laufrad um ein Verdichterrad handelt.
Handelt es sich bei dem Laufrad um ein Turbinenrad, so werden das Laufrad und die Welle vorteilhafter Weise in einem Bereich eines Radaustritts des Laufrads markiert um somit sicher zu stellen, dass die Markierung wiederum in dem Sichtbereich des Monteurs liegt.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegeben Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Die Figur zeigt eine Längsschnittsansicht eines Abgasturboladers mit einem Laufzeug, welches einen Turbinenradrotor und ein Verdichterrad umfasst.
Die Figur zeigt einen Abgasturbolader 10 mit einem Turbinengehäuse 12, einem Lagergehäuse 14 und einem Verdichtergehäuse 16. In dem Lagergehäuse 14 ist ein Laufzeug 18 des Abgasturboladers 10 gelagert, wobei das Laufzeug 18 einen Turbinenradrotor 20 umfasst, der wiederum einen Verbund aus einem Turbinenrad 22 und aus einer Welle 24 darstellt.
Mit dem Turbinenradrotor 20 drehfest verbunden ist ein Verdichterrad 26, welches auf die Welle 24 aufgesteckt und mittels eines Befestigungsmittels in Form einer Verdichterradmutter 28 mit der Welle 24 verbunden ist.
Zur Montage des Laufzeugs 18 wird der Turbinenradrotor 20 von einer Radaustrittsseite des Turbinenrads 20 her gemäß eines Richtungspfeil 30 in das Lagergehäuse 14 eingesteckt, woraufhin das Verdichterrad 26 von einer Radeintrittsseite des Verdichterrads 26 von einer Radeintrittsseite des Verdichterrads 26 her gemäß einem Richtungspfeil 32 auf die Welle 24 aufgesteckt und mittels der Verdichterradmutter 28 befestigt wird.
Zur Schaffung einer mechanischen Stabilität des Abgasturboladers 10 werden vor der Montage des Laufzeugs 18 der Turbinenrotor 20 sowie das Verdichterrad 26 ausgewuchtet. Nach dem Auswuchten wird eine verbleibende Unwucht bzw. ein Unwuchtvektor der verbleibenden Unwucht auf der Welle 24 des Turbinenradrotors 20 im Bereich des Radeintritts des Verdichterrads 26 mittels eines Punkts 34 markiert, wobei diese Markierung mittels eines Lasers durchgeführt wird.
Eine verbleibende Unwucht bzw. ein Unwuchtvektor der verbleibenden Unwucht des Verdichterrads 26 wird ebenso mittels eines Punkts 36 in dem Radeintrittsbereich des Verdichterrads 26 auf dem Verdichterrad 26 markiert.
Zur Minimierung einer Gesamtunwucht des gesamten Laufzeugs 18 werden bei der Montage das Verdichterrad 26 und der Turbinenradrotor 20 so zueinander ausgerichtet, dass der Punkt 36 des Verdichterrads 26 diametral zum Punkt 34 der Welle 24 liegt. Das bedeutet also, dass die Punkte 34 und 36 in Umfangsrichtung der Welle 24 verdreht um 180° positioniert sind. Die dadurch geschaffene minimale Gesamtunwucht des Laufzeugs 18 erlaubt eine Darstellung eines mechanisch stabilen Abgasturboladers in Form des Abgasturboladers 10 sowie eine Minimierung eines Materialabtrags im Bereich der Verdichterradmutter 28, was zu geringen Fertigungskosten des Abgasturboladers 10 führt.

Claims

Verfahren zum Auswuchten eines Laufzeugs (18) für einen Abgasturbolader (10), welches zumindest ein Laufrad (22, 26) und eine korrespondierende Welle (24) umfasst, bei welchem das zumindest eine Laufrad (22, 26) und die Welle (24) ausgewuchtet werden, dadurch gekennzeichnet, dass eine nach dem Auswuchten des zumindest einen Laufrads (22, 26) und der Welle (24) verbleibende Unwucht des zumindest einen Laufrads (22, 26) und der Welle (24) mittels einer Markierungseinrichtung auf dem zumindest einen Laufrad (22, 26) bzw. auf der Welle (24) markiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige verbleibende Unwucht mittels eines Lasers auf dem zumindest einen Laufrad (22, 26) bzw. auf der Welle (24) markiert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Markierungseinrichtung jeweils ein Vektor der jeweiligen verbleibenden Unwucht auf dem zumindest einen Laufrad (22, 26) bzw. auf der Welle (24) markiert wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Vektor mittels eines Punkts (34, 36) markiert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Laufrad (22, 26) und die Welle (24) in einem Bereich eines Radeintritts des zumindest einen Laufrads (22, 26) markiert werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Laufrad (22, 26) und die Welle (24) in einem Bereich eines Radaustritts des zumindest einen Laufrads (22, 26) markiert werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Montieren des zumindest einen Laufrads (22, 26) und der Welle (24) die Markierung des zumindest einen Laufrads (22, 26) und die Markierung der Welle (24) diametral zueinander ausgerichtet werden.