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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Ölablenker und ein Ölabdichtsystem und insbesondere einen Ölablenker, der ausgelegt ist, um die Strömung von Öl in einem abgedichteten System umzulenken.
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HINTERGRUND
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Ein Turbolader umfasst typischerweise ein abgasgetriebenes Turbinenrad, das an einer drehbaren Welle in einem Turbinengehäuse montiert ist, sowie ein Kompressorrad, das an dem gegenüberliegenden Ende der drehbaren Welle in einem Kompressorgehäuse montiert ist. Das Kompressorrad liefert dem Ansaugkrümmer des Motors verdichtete Luft, wodurch die Motorleistung verbessert wird. Die Turboladerwelle ist herkömmlicherweise durch Gleit- und Drucklager gelagert. In dem mittleren Lagergehäuse ist ein Schmiersystem vorgesehen, um den Lagern Schmieröl zu liefern. Ein Abdichtsystem ist erforderlich, um ein Austreten von Öl aus dem mittleren Lagergehäuse in den Kompressor und/oder das Turbinengehäuse zu verhindern. Niedrige Ladedrücke, die eine signifikante Abnahme des Drucks von dem Lagergehäuse zu dem Kompressorgehäuse hervorrufen können, und/oder hohe Kurbelgehäusedrücke während Motorleerlauf können ein Austreten von Öl, insbesondere in das Kompressorgehäuse, fördern. Die Ölabdichtsysteme können typischerweise einen Dichtring umfassen, der zwischen Turboladerwelle und der Abdichtplatte angeordnet ist, die das mittlere Gehäuse von dem Kompressorgehäuse trennt, durch das sich die Welle erstreckt. Bekannte Verfahren zum Verringern eines Austretens von Öl umfassen das Halten des Kurbelgehäuses bei Unterdruck und/oder das Verwenden von mehr als einem Dichtring, um die Grenzfläche zwischen den Lager- und Kompressorgehäuses abzudichten, wobei beide Verfahren zu vermehrter Systemkomplexität und Kosten beitragen.
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Die Druckschrift
EP 1 245 793 A1 offenbart eine Ölschleudereinrichtung für einen Turbolader, bei welcher auf einer Umfangsfläche nach innen reichende Kanäle ausgebildet sind, die zum Verdrängen von Öl mittels Zentrifugalkraft von einem achsnahen Ort nach außen hin ausgebildet sind.
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Die Druckschrift
DE 10 2009 005 386 A1 beschreibt eine Turboladereinrichtung für eine Brennkraftmaschine, bei welcher zwischen einem Rotor und einem Stator eine Dichtungsbuchse ausgebildet ist, die Vertiefungen aufweist, die sich axial in eine Stirnfläche und radial von der Außenumfangsfläche in die Dichtungsbuchse hinein erstrecken.
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Die Druckschrift
WO 2008/042698 A1 beschreibt ein Versiegelungssystem zwischen einem Lager und einem Kompressorgehäuse in einem Turbolader. An einer Turboladerwelle ist dabei ein Kammlager angebracht, welches radial sich auswärts erstreckende erste und zweite Wände aufweist, die zwischen sich einen ringförmigen Kanal definieren. Dieser dient dazu, im Betrieb bei Rotation des Kammlagers überschüssiges Öl radial nach außen abzuführen.
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Die Druckschrift
DE 10 2010 025 614 A1 offenbart einen Abgasturbolader, bei welchem drehfest an einer Welle ein Schleuderring mit einer Schleuderscheibe angebracht ist. Im Bereich der Schleuderscheibe ist eine nutartige Ausnehmung ausgebildet, die im Betrieb überschüssiges Öl sammelt und vom Bereich der Achse radial nach außen führt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Ölablenker und ein Ölabdichtsystem für einen Turbolader anzugeben, bei welchen mit besonders einfachen Mitteln, jedoch gleichwohl zuverlässig überschüssiges Öl aus einem Turboladergehäuse abgeführt werden kann.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Ölablenkers sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Es wird ein Ölablenker vorgesehen, der einen eine Längsachse festlegenden Hülsenabschnitt und eine Segmentanordnung, die sich radial vom dem Hülsenabschnitt erstreckt, umfasst. Die Segmentanordnung umfasst mehrere Segmente, die umlaufend relativ zu der Längsachse verteilt sind, und bildet ein Ölumlenkmerkmal aus, das ausgelegt ist, um nahe der Segmentanordnung während Drehung des Ölablenkers um die Längsachse eine Druckdifferenz zu erzeugen. Der Ölablenker kann zum Anbringen an einer drehbaren Welle, etwa einer Turboladerwelle eines Turboladers, ausgelegt sein, wobei der Turbolader zur Verwendung mit einem Motor, etwa einem Fahrzeugmotor, ausgelegt sein kann, so dass ein Ölabdichtsystem des Turboladers den Ölablenker umfasst. Der Ölablenker kann in einem Lagergehäuse des Turboladers und benachbart zu einer Ölabdichtplatte an der Turboladerwelle positioniert werden, so dass der Ölablenker ausgelegt sein kann, um in dem Lagergehäuse verteiltes Öl von einer abgedichteten Verbindung, die durch die Ölabdichtplatte zwischen dem Lagergehäuse und einem benachbarten Gehäuse, etwa einem Kompressorgehäuse oder einem Turbinengehäuse des Turboladers ausgebildet ist, umzulenken.
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Der Ölablenker kann ein oder mehrere Ölumlenkmerkmale umfassen, die ausgelegt sind, um während Drehung eine Druckdifferenz zu erzeugen, was bewirkt, dass Öl nahe dem Ölablenker und/oder dem Ölumlenkmerkmal zur Umverteilung in dem Lagergehäuse oder zum Entfernen aus dem Lagergehäuse durch einen Ablasskanal, der durch das Lagergehäuses ausgebildet ist, um zum Beispiel in einem das Lagergehäuse umfassenden abgedichteten System umgewälzt zu werden, axial und/oder radial weg von einer Oberfläche des Ölablenkers strömt und/oder umgelenkt wird, wobei die Oberfläche durch eine Fläche des Ölablenkers ausgebildet sein kann. In den hierin beschriebenen beispielhaften Konfigurationen kann ein durch den Ölablenker ausgebildetes Ölumlenkmerkmal eines oder mehrere von einer peripheren Fläche, einer versetzten Fläche, einer kranzförmigen Fläche, einem Schlitz oder einer Kombination derselben umfassen, die ausgelegt sind, um einzeln und/oder in Kombination während Drehung des Ölablenkers, der an der Turboladerwelle drehbar angebracht ist, bei Einsatz Öl axial und/oder radial von dem Ölablenker umzulenken.
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Mindestens ein Segment der mehreren Segmente der Ablenkersegmentanordnung kann eine periphere Fläche ausbilden, die relativ zu der Längsachse radial verjüngt kann. Die radiale Verjüngung kann durch einen Radius charakterisiert sein, der von einem vorderen Ende des Segments zu einem hinteren Ende des Segments zunimmt, wobei das vordere und das hintere Ende des Segments relativ zu der Richtung der Drehung des Ölablenkers bei Einsatz ermittelt werden können.
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Der Ölablenker kann eine versetzte Fläche ausbilden, die sich zwischen einem ersten Segment und einem zweiten Segment der mehreren Segmente erstreckt, wobei das erste und das zweite Segment umlaufend benachbarte Segmente sind. Die versetzte Fläche kann relativ zu einer radialen Achse, die die Längsachse schneidet und dazu senkrecht ist, geneigt sein und/oder kann eine parallelogrammförmige Fläche ausbilden.
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Mindestens ein Segment der mehreren Segmente kann eine erste kranzförmige Fläche und eine zweite kranzförmige Fläche ausbilden, wobei sich eine von erster und zweiter kranzförmiger Fläche relativ zu dem Lagergehäuse einwärts der anderen befindet, wenn der Ölablenker bei Einsatz an der Turboladerwelle drehbar montiert ist. Mindestens eine von erster und zweiter kranzförmiger Fläche kann axial verjüngt und/oder schräg relativ zu der Längsachse und/oder geneigt zur anderen von erster und zweiter kranzförmiger Fläche sein, um ein Ölumlenkmerkmal auszubilden.
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Zwischen und oder separat zwei umlaufend benachbarten Segmenten der Segmentanordnung kann sich ein Schlitz erstrecken und relativ zu einer kranzförmigen Fläche, die durch die Segmentanordnung ausgebildet ist, abgewinkelt sein, um ein Ölumlenkmerkmal auszubilden. Der Schlitz kann als radialer Schlitz oder als nicht radialer Schlitz ausgelegt sein und kann ausgelegt sein, um Öl axial und/oder radial von dem Ölablenker umzulenken.
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Die obigen Merkmale und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der besten Ausführungsarten der Erfindung, wenn diese in Verbindung mit den Begleitzeichnungen genommen wird, leicht deutlich.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine schematische Teilquerschnittansicht des Kompressorendes eines Turboladers, der einen Ölablenker umfasst;
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2A ist eine schematische Seitenansicht einer ersten beispielhaften Konfiguration des Ölablenkers von 1;
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2B ist eine schematische Endansicht des Ölablenkers von 2A;
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3A ist eine schematische Seitenansicht einer zweiten beispielhaften Konfiguration des Ölablenkers von 1;
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3B ist eine schematische Endansicht des Ölablenkers von 3A;
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4A ist eine schematische Seitenansicht einer dritten beispielhaften Konfiguration des Ölablenkers von 1;
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4B ist eine schematische Endansicht des Ölablenkers von 4A;
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5A ist eine schematische Seitenansicht einer vierten beispielhaften Konfiguration des Ölablenkers von 1;
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5B ist eine schematische Endansicht des Ölablenkers von 5A;
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6A ist eine schematische Seitenansicht einer fünften beispielhaften Konfiguration des Ölablenkers von 1; und
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6B ist eine schematische Endansicht des Ölablenkers von 6A.
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EINGEHENDE BESCHREIBUNG
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Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, bei denen gleiche Bezugszeichen in den gesamten mehreren Figuren gleiche Komponenten darstellen, sind die in 1–6B gezeigten Elemente nicht maßstabs- oder proportionsgetreu. Demgemäß sind die jeweiligen Maße und Anwendungen, die in den hierin vorgelegten Zeichnungen vorgesehen sind, nicht als einschränkend zu betrachten. 1 zeigt eine Teilquerschnittansicht eines Turboladers, der allgemein bei 10 angedeutet ist. Der Turbolader kann zur Verwendung mit einem (nicht gezeigten) Motor, etwa einem Verbrennungsmotor der Art, wie er in einem Fahrzeug verwendet wird, ausgelegt sein.
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Der Turbolader 10 umfasst einen Kompressor, der allgemein bei 12 angedeutet ist, welcher ein Kompressorrad 14 umfasst, das in einem (nicht gezeigten) Kompressorgehäuse aufgenommen ist und an einer Turboladerwelle 20 drehbar montiert ist. Die Turboladerwelle 20 erstreckt sich durch eine Durchbrechung, die durch eine kranzförmige Schulter 52 einer Rückplatte 16 ausgebildet ist, durch ein mittleres Lagergehäuse 18 von dem Kompressorrad 14 und in ein (nicht gezeigtes) Turbinengehäuse. Der Turbolader 10 umfasst weiterhin ein Turbinenrad, das in dem (nicht gezeigten) Turbinengehäuse aufgenommen und drehbar an einem Ende der Turboladerwelle 20 gegenüber dem Kompressorrad 14 montiert ist. Bei Einsatz wird das (nicht gezeigte) Turbinenrad durch das Strömen von Abgas über dem Turbinenrad von einem (nicht gezeigten) Motor, der mit dem Turbolader in Fluidverbindung steht, gedreht, was wiederum die Welle 20 und das Kompressorrad 14, das daran drehbar montiert ist, um eine Längsachse 56 dreht. In dem gezeigten Beispiel wird die Welle 20 bei Einsatz von dem Turbinenrad in der durch Pfeil 74 angedeuteten Richtung gedreht. Die Drehung des Kompressorrads 14 liefert dem Motor Ladeluft. Das Kompressorende der Turboladerwelle 20 dreht an einem Gleitlager 22, das in dem Lagergehäuse 18 aufgenommen ist. Das Lagergehäuse 18 beherbergt ein Drucklager 26 und Druckplatten 24. Das Lagergehäuse 16 bildet einen Öleinlasskanal 38 aus, der Öldurchlässe 38a und 38b umfasst, durch die Öl 36 jeweils zu dem Drucklager 26 und dem Gleitlager 22 zur Schmierung derselben befördert wird. Bei Drehen der Welle 20 kann Öl 36 in dem Lagergehäuse 18 durch eine Ölabschirmung 28 geleitet werden, um in einen Ölauslass 40 abzulaufen, von wo das Öl 36 mittels des Ölauslasses 40 zurück zu dem Motor abgelassen wird, und ein Teil des Öls 36 in dem Lagergehäuse 18 kann hin zu der Rückplatte 16 getrieben werden.
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Der Kompressor 12, der das Kompressorrad 14 umfasst, ist von dem Lagergehäuse 18 durch ein Ölabdichtsystem getrennt, das die Rückplatte 16 umfasst, die hierin als Ölabdichtplatte bezeichnet werden kann. Das Ölabdichtsystem umfasst weiterhin eine Wellenabdichtung 32, eine Gehäuseabdichtung 50 und einen Ölablenker 30, der wie hierin weiter beschrieben ausgelegt ist. Das den Ölablenker 30 umfassende Ölabdichtsystem ist ausgelegt, um mit der Ölabdichtplatte 16 zusammenzuwirken, um ein Lecken von Öl 36 in dem Lagergehäuse 18 in den Kompressor 12, insbesondere bei niedrigen Drehzahlen des Kompressors oder bei Vorhandensein höherer Kurbelgehäusedrücke, was zu einem Druckabfall von dem Lagergehäuse 18 zu dem Kompressor 12 führen kann, zu verhindern. Die Ölabdichtplatte 16 ist relativ zu dem Lagergehäuse 18 positionell fixiert. Die Gehäuseabdichtung 50, die ein Dichtring oder eine kranzförmige Dichtung wie etwa eine O-Ring-Dichtung sein kann, ist ausgelegt, um die Grenzfläche zwischen der Ölabdichtplatte 16 und dem Lagergehäuse 18 abzudichten.
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Der Ölablenker 30 umfasst einen Flansch 34, der hierin näher beschrieben wird und der hierin als Segmentanordnung 34 bezeichnet werden kann, sowie einen Hülsenabschnitt 46. Der Hülsenabschnitt 46 bildet einen mittleren Durchlass 48, eine Aussparung 44 einer Außenfläche 54, die als kranzförmige Nut 44 ausgelegt sein kann, aus (siehe 2A–2B). Die Außenfläche 54 des Hülsenabschnitts 46 kann im Allgemeinen zylindrisch sein. Der Ölablenker 30 ist zur Drehung mit der Welle 20 montiert, so dass der mittlere Durchlass 48 mit der Welle 30 in Eingriff tritt und so dass der Ölablenker 30 mit der Welle 20 und relativ zu der Ölabdichtplatte 16 dreht. Der mittlere Durchlass 48 kann im Allgemeinen zylindrisch sein. Der Ablenker 30 kann aus einem metallischen Material, etwa einem Material auf eisenhaltiger Basis, bestehen. Der Ablenker 30 und/oder die Ölumlenkmerkmale, die von dem Ablenker 30 ausgebildet werden, können unter Verwenden eines oder einer Kombination von Stauch- Stanz-, maschinellem Bearbeitungs-, Präge- und Fräsverfahren gebildet werden.
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Die Ölabdichtplatte 16 bildet eine kranzförmige Schulter 52 aus, die ausgelegt ist, um den Hülsenabschnitt 46 des Ablenkers 30 aufzunehmen. In dem gezeigten Beispiel kann die kranzförmige Schulter 52 eine im Allgemeinen zylindrische Oberfläche ausbilden, die mit der Außenfläche 54 und/oder der Aussparung 44 des Hülsenabschnitts 46 in Eingriff tritt. Die Aussparung 44 kann als im Allgemeinen kranzförmige Nut oder Schlitz ausgelegt sein, die/der ausgelegt ist, um die Wellenabdichtung 32 aufzunehmen. Die Wellenabdichtung 32, die als kranzförmige Dichtung oder Dichtring, wie etwa kolbenartige Dichtung, ausgelegt sein kann, wird von der kranzförmigen Nut 44 aufgenommen und zwischen der kranzförmigen Schulter 52 der Ölabdichtplatte 16 und dem Ölablenker 30 angeordnet, so dass die Wellenabdichtung 32 in dichtendem Kontakt mit dem Ölablenker 30 und der Ölabdichtplatte 16 gehalten wird, um ein Austreten von Öl 36 von dem Lagergehäuse 18 zu dem Kompressor 12 zu verhindern.
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Der Ablenkerflansch 34, der hierin auch als Segmentanordnung bezeichnet werden kann, kann wie durch die in 2A–6B gezeigten Beispiele 34A–34E veranschaulicht und wie hierin näher beschrieben so ausgelegt sein, dass er mehrere Flanschsegmente 72 umfasst, die umlaufend verteilt sind und die sich von dem Hülsenabschnitt 46 radial erstrecken. Jedes der mehreren Flanschsegmente 72 kann einzeln als Flanschsegment 72 bezeichnet werden. Die Segmentanordnung 34 dreht mit Drehung der Welle 20, so dass jedes der Flanschsegmente 72 Öl 36 von der abgedichteten Grenzfläche umlenkt, wobei die abgedichtete Grenzfläche die durch die Wellenabdichtung 32 ausgebildete Grenzfläche bezeichnet, die mit dem Ablenker 30 und der Ölabdichtplatte 16 in funktionellem Kontakt steht. Öl 36 kann radial und/oder axial mittels eines Pfads des umgelenkten Öls, der in 1-6B allgemein durch die Pfeile 42 angedeutet ist, von der Segmentanordnung 34 umgelenkt werden, so dass das Öl 36 zur Umwälzung in dem Lagergehäuse 18 und/oder zum Ablassen von dem Lagergehäuse 18 mittels des Ölauslasses 40 weg von dem Kompressor 12 und hin zu dem Drucklager 26 und/oder der Abschirmung 28 umgelenkt und/oder geleitet wird.
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Die Segmentanordnung 34 kann ein oder mehrere Umlenkmerkmale ausbilden, wie hierin weiter beschrieben wird, wobei die Umlenkmerkmale einzeln und/oder zusammenwirkend oder kombiniert miteinander während Drehung des Ölablenkers 30 und der Segmentanordnung 34 ein oder mehrere Druckdifferenzen nahe dem Ölablenker 30 oder einer Oberfläche desselben hervorrufen können, so dass die so erzeugten Druckdifferenzen bewirken, dass das Öl 36 nahe dem Ablenker 30 oder diesen kontaktierend entlang einer Oberfläche des Ablenkers 30 gerichtet strömt und/oder von dem Ablenker 30 entlang eines oder mehrerer Pfade umgelenkten Öls 20 umgelenkt wird.
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Unter Bezugnahme nun auf 2A–2B wird bei 30A ein eine erste beispielhafte Konfiguration des Ölablenkers 30 allgemein angedeutet. Der Ölablenker 30A umfasst eine Segmentanordnung 34A, die sich von dem Hülsenabschnitt 46 des Ölablenkers 30A radial erstreckt und mehrere Flanschsegmente 72 ausbildet, die relativ zu dem Hülsenabschnitt 46 und zu der Längsachse 56 umlaufend verteilt sind. Jedes der Flanschsegmente 72 bildet eine erste kranzförmige Fläche 68 und eine zweite kranzförmige Fläche 70 aus. In einer Einbauposition in dem Turbolader 10 ist die erste kranzförmige Fläche 68 relativ zu dem Lagergehäuse 18 einwärts positioniert bzw. weist nach innen, und die zweite kranzförmige Fläche 70 ist relativ zu dem Lagergehäuse 18 auswärts positioniert bzw. weist nach außen. Die erste kranzförmige Fläche 68 kann hierin als Einwärtsfläche bezeichnet werden, und die zweite kranzförmige Fläche 70 kann hierin als Auswärtsfläche des Flanschsegments 72 bezeichnet werden. Bei dem beispielhaften Ablenker 30A können die Einwärts- und Auswärtsflächen 68, 70 im Wesentlichen parallel zueinander und senkrecht zu der Längsachse 56 sein, so dass jede der Flächen 68, 70 parallel zu einer radialen Achse 58 ist, wobei die radiale Achse 68 die Längsachse 56 schneidet und dazu senkrecht ist.
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Jedes Flanschsegment 72 bildet weiterhin mindestens ein Ölumlenkmerkmal aus, das eine periphere Fläche 62, eine versetzte Fläche 64 und/oder eine Kombination derselben umfassen kann. Die periphere Fläche 62 erstreckt sich radial von einem vorderen Ende 86 des Segments 72 zu einem hinteren Ende 88 des Segments 72, wo das vordere Ende 86 und das hintere Ende 88 bei Einsatz relativ zur Richtung der Drehung 74 des Ablenkers 30A sind. Die periphere Fläche 62 kann radial verjüngt sein, mit einem Radius, der von einem vorderen Radius R1 zu einem hinteren Radius R2 zunimmt, wobei R2 > R1 ist, wie in 2B gezeigt ist.
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Die versetzte Fläche 64 ist mit der peripheren Fläche 62 eines ersten Segments 72 verbunden und ist weiterhin mit der peripheren Fläche 62 eines zweiten Segments 72 benachbart zu dem ersten Segment 72 verbunden, um zwischen dem hinteren Ende 88 des ersten Segments 72 und dem vorderen Ende 86 des zweiten Segments 72 umfangsseitig benachbart zu dem ersten Segment eine Übergangsfläche auszubilden. In dem gezeigten Beispiel weist die versetzte Fläche 64 eine radiale Länge von etwa (R2–R1) auf. Die versetzte Fläche 64 des Ablenkers 30A könnte sich nicht exakt radial erstrecken, sondern kann, wie in 2B gezeigt, von der radialen Achse 58 unter einem nicht radialen Winkel α geneigt sein, der von einem anderen Punkt als dem Schnittpunkt der Längs- und der radialen Achse 56, 58 ausgeht. In dem gezeigten nicht einschränkenden Beispiel kann der Winkel α von einem Ursprung 60 ausgehen, der mit dem Schnittpunkt der radialen Achse 58 und der Außenfläche 54 des Hülsenabschnitts 46 zusammenfällt.
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Bei Betrieb wird der Ablenker 30A bei Einsatz durch die Drehung der Welle 20 in Richtung 74 gedreht, wobei die Drehung des Ablenkers 30A Druckdifferenzen entlang der peripheren Fläche 62 und der benachbarten versetzten Fläche 64 erzeugt, so dass Öl 36 nahe dem Ablenker 30 oder diesen kontaktierend sich entlang der peripheren Fläche 62 fortbewegt, um entlang eines Pfads umgelenkten Öls 42 radial weg von dem Ablenker 30A, wie in 2B gezeigt ist, und weg von der abgedichteten Grenzfläche, die durch die Wellenabdichtung 32, die in Kontakt mit der Aussparung 33 und der kranzförmigen Schulter 62 steht, ausgebildet ist, geschleudert zu werden, wodurch ein Austreten von Öl 36 durch die Ölabdichtplatte 16 zu dem Kompressor 12 verhindert wird.
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Unter Bezugnahme nun auf 3A–3B wird bei 30B eine zweite beispielhafte Konfiguration des Ölablenkers 30 allgemein angedeutet. Der Ölablenker 30B umfasst eine Segmentanordnung 34B, die sich radial von dem Hülsenabschnitt 46 des Ölablenkers 30B erstreckt und mehrere Flanschsegmente 72 ausbildet, die relativ zu dem Hülsenabschnitt 46 und der Längsachse 56 umlaufend verteilt sind.
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Jedes Flanschsegment 72 bildet eine erste kranzförmige Fläche 68 und eine zweite kranzförmige Fläche 70 aus, die in einer Einbauposition in dem Turbolader 10 als Einwärtsfläche 68 und Auswärtsfläche 70 ausgelegt sein können, wie vorstehend bezüglich 2A–2B beschrieben wurde. In dem in 3A–3B gezeigten Beispiel für den Ablenker 30B kann die Auswärtsfläche 70 im Wesentlichen senkrecht zu der Längsachse 56 und parallel zu einer radialen Achse 58 sein, wobei die radiale Achse 58 die Längsachse 56 schneidet und zu dieser senkrecht ist. Die Einwärtsfläche 68 kann axial verjüngt sein, so dass sich das Segment 72 in der Dicke von einer ersten Dicke T1 an dem vorderen Ende 86 des Segments 72 zu einer zweiten Dicke T2 an dem hinteren Ende 88 des Segments 72 ändert und so dass die Einwärtsfläche 68 relativ zu der Auswärtsfläche 70 und/oder der radialen Achse 58 unter einem in 3A gezeigten Winkel β geneigt ist.
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Jedes Flanschsegment 72 bildet weiterhin eine periphere Fläche 62 und eine versetzte Fläche 64 aus. Die periphere Fläche 62 erstreckt sich radial von einem vorderen Ende 86 des Segments 72 zu einem hinteren Ende 88 des Segments 72, wo das vordere Ende 86 und das hintere Ende 88 bei Einsatz relativ zur Richtung der Drehung 74 des Ablenkers 30B sind. Die periphere Fläche 62 kann radial verjüngt sein, mit einem Radius, der von einem vorderen Radius R1 zu einem hinteren Radius R2 zunimmt, wobei R2 ≥ R1 ist, wie in 3B gezeigt ist. Die versetzte Fläche 64 ist durch die Übergangsfläche gebildet, die durch den Versatz des hinteren Endes 88 des ersten Segments 72 und des vorderen Endes 86 eines zweiten Segments 72, das umlaufend benachbart zu dem ersten Segment ist, festgelegt ist, wie in 3A gezeigt ist. In dem in 3A–3B gezeigten nicht einschränkenden Beispiel erstreckt sich die versetzte Fläche 64 des Ablenkers 30B radial.
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Bei Betrieb wird der Ablenker 30B durch Drehung der Welle 20 in der Richtung 74 gedreht, wobei eine Drehung des Ablenkers 30B Druckdifferenzen entlang Ölumlenkmerkmalen erzeugt, die durch den Ablenker 30B ausgebildet sind und die die peripheren Flächen 62, die benachbarten versetzten Flächen 64, die geneigten Einwärtsflächen 68 der Segmentanordnung 34B und/oder eine Kombination derselben umfassen können, so dass Öl 36 nahe dem Ablenker 30B oder diesen kontaktierend entlang einer oder mehreren der Flächen 62, 64 und 68 geleitet wird und/oder sich entlang derselben fortbewegt, um entlang eines Pfads umgelenkten Öls 42, wie in 3A–3B gezeigt, radial und weg von dem Ablenker 30B geschleudert zu werden, und weg von der abgedichteten Grenzfläche umgelenkt wird, die durch die Wellenabdichtung 32 ausgebildet wird, die mit der Aussparung 44 und der kranzförmigen Schulter 42 in Kontakt steht, wodurch ein Austreten von Öl 36 durch die Ölabdichtplatte 16 zu dem Kompressor 12 verhindert wird.
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Unter Bezugnahme nun auf 4A–4B wird bei 30C eine dritte beispielhafte Konfiguration des Ölablenkers 30 allgemein angedeutet. Der Ölablenker 30C umfasst eine Segmentanordnung 34C, die sich von dem Hülsenabschnitt 46 des Ölablenkers 30C radial erstreckt und mehrere Flanschsegmente 72 ausbildet, die relativ zu dem Hülsenabschnitt 46 und zu der Längsachse 56 umlaufend verteilt sind. Jedes Flanschsegment 72 bildet eine erste kranzförmige Fläche 68 und eine zweite kranzförmige Fläche 70 aus, die in einer Einbauposition in dem Turbolader 10 als Einwärtsfläche 68 und Auswärtsfläche 70 ausgelegt sein können, wie vorstehend bezüglich 2A–2B beschrieben wurde. In dem in 4A–4B für den Ablenker 30C gezeigten Beispiel können die Einwärts- und Auswärtsflächen 68, 70 im Wesentlichen parallel zueinander und unter einem Winkel β geneigt relativ zu der radialen Achse 58 sein, wie in 4A gezeigt ist, so dass jedes Segment 72 der Segmentanordnung 34C schräg zu einer Ebene ist, die durch die radialen Achsen 58 festgelegt ist, und/oder als nicht senkrecht zu der Längsachse 56 beschrieben werden kann.
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Jedes Flanschsegment 72 bildet weiterhin eine periphere Fläche 62 und eine versetzte Fläche 64 aus. Die periphere Fläche 62 erstreckt sich radial von einem vorderen Ende 86 des Segments 72 zu einem hinteren Ende 88 des Segments 72, wo das vordere Ende 86 und das hintere Ende 88 bei Einsatz relativ zur Richtung der Drehung 74 des Ablenkers 30C sind. Die periphere Fläche 62 kann radial verjüngt sein, mit einem Radius, der von einem vorderen Radius R1 zu einem hinteren Radius R2 zunimmt, wobei R2 ≥ R1 ist, wie in 4B gezeigt ist. Die versetzte Fläche 64 ist durch die Übergangsfläche gebildet, die durch den Versatz des hinteren Endes 88 des ersten Segments 72 und des hinteren Endes 86 eines zweiten Segments 72, das umlaufend benachbart zu dem ersten Segment ist, festgelegt ist, wie in 4A–4B gezeigt ist. Die versetzte Fläche 64 in dem gezeigten Beispiel kann im Allgemeinen als eine parallelogrammförmige Fläche ausgelegt sein. In dem in 4A–4B gezeigten nicht einschränkenden Beispiel könnte sich die versetzte Fläche 64 des Ablenkers 30C nicht exakt radial erstrecken, sondern kann wie in 4B gezeigt von der radialen Achse 58 unter einem nicht radialen Winkel α geneigt sein, der von einem anderen Punkt als dem Schnittpunkt der Längs- und radialen Achsen 56, 58 ausgeht. In dem gezeigten nicht einschränkenden Beispiel kann der Winkel α von einem Ursprung 60 ausgehen, der mit dem Schnittpunkt der radialen Achse 58 und der Außenfläche 54 des Hülsenabschnitts 46 zusammenfällt.
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Bei Betrieb wird der Ablenker 30C durch Drehung der Welle 20 in der Richtung 74 gedreht, wobei eine Drehung des Ablenkers 30C Druckdifferenzen entlang Ölumlenkmerkmalen erzeugt, die durch den Ablenker 30B ausgebildet sind und die eine oder mehrere oder eine Kombination der peripheren Flächen 62, der benachbarten versetzten Flächen 64 und der geneigten Einwärts- und Auswärtsflächen 68, 70 der Segmentanordnung 34C umfassen können, so dass sich Öl 36 nahe dem Ablenker 30C oder diesen kontaktierend entlang einer oder mehreren der Flächen 62, 64, 68, 70 fortbewegt, um radial und axial entlang eines Pfads umgelenkten Öls 42 weg von dem Ablenker 30C, wie in 4A–4B gezeigt ist, und weg von der abgedichteten Grenzfläche, die durch die Wellenabdichtung 32 ausgebildet wird, die mit der Aussparung 44 und der kranzförmigen Schulter 52 in Kontakt steht, geschleudert zu werden, wodurch ein Austreten von Öl 36 durch die Ölabdichtplatte 16 zu dem Kompressor 12 verhindert wird.
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Unter Bezugnahme nun auf 5A–5B wird bei 30D eine vierte beispielhafte Konfiguration des Ölablenkers 30 allgemein angedeutet. Der Ölablenker 30D umfasst eine Segmentanordnung 34D, die sich radial von dem Hülsenabschnitt 46 des Ölablenkers 30D erstreckt und mehrere Flanschsegmente 72 ausbildet, die relativ zu dem Hülsenabschnitt 46 und der Längsachse 56 umlaufend verteilt sind. Jedes Flanschsegment 72 bildet eine erste kranzförmige Fläche 68 und eine zweite kranzförmige Fläche 70 aus, die in einer Einbauposition in dem Turbolader 10 als Einwärtsfläche 68 und Auswärtsfläche 70 ausgelegt sein können, wie vorstehend bezüglich 2A–2B beschrieben wurde. In dem in 5A–5B gezeigten Beispiel für den Ablenker 30D können die Einwärts- und Auswärtsflächen 68, 70 im Wesentlichen parallel zueinander und zu der radialen Achse 58 sein, so dass jedes Segment 72 der Segmentanordnung 34D im Wesentlichen senkrecht zu der Längsachse 56 ist.
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Jedes Flanschsegment 72 bildet ferner eine periphere Fläche 62 aus, die sich radial von einem vorderen Ende 86 des Segments 72 zu einem hinteren Ende 88 des Segments 72 erstreckt, wo das vordere Ende 86 und das hintere Ende 88 bei Einsatz relativ zur Richtung der Drehung 74 des Ablenkers 30D sind. Benachbarte Segmente sind durch einen Schlitz 80 getrennt, der in dem in 5A–5B gezeigten Beispiel als radialer Schlitz 80 ausgebildet ist. Der Schlitz 80 ist durch eine vordere Schlitzfläche 82 an dem vorderen Ende 86 eines Segments und eine hintere Schlitzfläche 84 an dem hinteren Ende 88 eines benachbarten Segments ausgebildet, wie in 5A gezeigt ist. Die vordere Schlitzfläche 82 und die Einwärtsfläche 68 bilden einen vorderen Rand 76 des Schlitzes 80 aus. In dem gezeigten nicht einschränkenden Beispiel erstreckt sich der vordere Rand 76 der Segmentanordnung 34D radial von der Außenfläche 54, um mit der radialen Achse 58 zusammenzufallen. Die hintere Schlitzfläche 84 und die Einwärtsfläche 68 bilden einen hinteren Rand 78 des Schlitzes 80 aus.
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Die vordere und die hintere Schlitzfläche 82, 84 sind im Wesentlichen parallel zueinander und sind unter einem Winkel δ relativ zu der Einwärtsfläche 68 und/oder radialen Achse 58 des Ölablenkers 30D geneigt, so dass der Schlitz 80 zu der Einwärtsfläche 68 abgewinkelt und relativ zu der Längsachse 56 schräg ist. Bei Betrieb wird der Ablenker 30D durch Drehung der Welle 20 in der Richtung 74 gedreht, wobei die Drehung des Ablenkers 30D Druckdifferenzen relativ zu den Ölumlenkmerkmalen erzeugen kann, die durch Ablenker 30D ausgebildet sind, einschließlich der Schlitze 80, so dass sich Öl 36, das sich nahe den Schlitzen 80 befindet und/oder das die Schlitzflächen 82, 84 kontaktiert, entlang einer oder mehrerer der Oberflächen 82, 84 fortbewegt und/oder entlang eines Pfads umgelenkten Öls 42 axial weg von dem Ablenker 30D, wie in 5A–5B gezeigt ist, und weg von der abgedichteten Grenzfläche, die durch die Wellenabdichtung 32 gebildet wird, die mit der Aussparung 44 und der kranzförmigen Schulter 52 in Kontakt steht, geschleudert wird, wodurch ein Austreten von Öl 36 durch die Ölabdichtplatte 16 zu dem Kompressor 12 verhindert wird.
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Unter Bezugnahme nun auf 6A–6B wird bei 30E eine fünfte beispielhafte Konfiguration des Ölablenkers 30 allgemein angedeutet. Der Ölablenker 30E umfasst eine Segmentanordnung 34A, die sich von dem Hülsenabschnitt 46 des Ölablenkers 30E radial erstreckt und mehrere Flanschsegmente 72 ausbildet, die relativ zu dem Hülsenabschnitt 46 und zu der Längsachse 56 umlaufend verteilt sind. Jedes Flanschsegment 72 bildet eine erste kranzförmige Fläche 68 und eine zweite kranzförmige Fläche 70 aus, die in einer Einbauposition in dem Turbolader 10 als Einwärtsfläche 68 und Auswärtsfläche 70 ausgelegt sein können, wie vorstehend bezüglich 2A–2B beschrieben wurde. In dem in 6A–6B gezeigten Beispiel für den Ablenker 30E können die Einwärts- und Auswärtsflächen 68, 70 im Wesentlichen parallel zueinander und zu der radialen Achse 58 sein, so dass jedes Segment 72 der Segmentanordnung 34E im Wesentlichen senkrecht zu der Längsachse 56 ist.
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Jedes Flanschsegment 72 bildet ferner eine periphere Fläche 62 aus, die sich radial von einem vorderen Ende 86 des Segments 72 zu einem hinteren Ende 88 des Segments 72 erstreckt, wo das vordere Ende 86 und das hintere Ende 88 bei. Einsatz relativ zur Richtung der Drehung 74 des Ablenkers 30E sind. Benachbarte Segmente sind durch einen Schlitz 80 getrennt, der in dem in 6A–6B gezeigten Beispiel als nicht radialer Schlitz 80 ausgebildet sein kann, der hierin auch als versetzter Schlitz bezeichnet werden kann. Der versetzte Schlitz 80 ist durch eine vordere Schlitzfläche 82 an dem vorderen Ende 86 eines Segments und eine hintere Schlitzfläche 84 an dem hinteren Ende 88 eines benachbarten Segments ausgebildet, wie in 6A gezeigt ist. Die vordere Schlitzfläche 82 und die Einwärtsfläche 68 bilden einen vorderen Rand 76 des versetzten Schlitzes 80 aus. Die versetzten Schlitze 80 und die vorderen Ränder 76 der Segmentanordnung 34E erstrecken sich nicht radial von der Außenfläche 54 und relativ zu der Längsachse 56. In dem in 6A–6B gezeigten nicht einschränkenden Beispiel ist der versetzte Schlitz 80 im Allgemeinen bei einem Versatzmaß x parallel zu und versetzt von einer radialen Achse 58. Die hintere Schlitzfläche 84 und eine Einwärtsfläche 68 bilden einen hinteren Rand 78 des Schlitzes 80 aus.
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Die vordere und die hintere Schlitzfläche 82, 84 sind im Wesentlichen parallel zueinander und sind unter einem Winkel δ relativ zu der Einwärtsfläche 68 und/oder radialen Achse 58 des Ölablenkers 30E geneigt, so dass der Schlitz 80 zu der Einwärtsfläche 68 abgewinkelt und relativ zu der Längsachse 56 und der radialen Achse 58 schräg ist. Bei Betrieb wird der Ablenker 30E durch Drehung der Welle 20 in der Richtung 74 gedreht, wobei die Drehung des Ablenkers 30E Druckdifferenzen relativ zu den Ölumlenkmerkmalen erzeugen kann, die durch Ablenker 30E ausgebildet sind, z. B. relativ zu den Schlitzen 80, so dass sich Öl 36, das sich nahe den Schlitzen 80 befindet und/oder das die Schlitzflächen 82, 84 kontaktiert, entlang einer oder mehrerer der Oberflächen 82, 84 fortbewegt und/oder entlang eines Pfads umgelenkten Öls 42 axial und radial weg von dem Ablenker 30E, wie in 6A–6B gezeigt ist, und weg von der abgedichteten Grenzfläche, die durch die Wellenabdichtung 32 gebildet wird, die mit der Aussparung 44 und der kranzförmigen Schulter 52 in Kontakt steht, geschleudert wird, wodurch ein Austreten von Öl 36 durch die Ölabdichtplatte 16 zu dem Kompressor 12 verhindert wird.
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Die hierin beschriebenen Beispiele sollen nicht einschränkend sein, und andere Konfigurationen eines Ölablenkers 30 und/oder von Umlenkmerkmalen, die durch den Ölablenker 30 ausgebildet werden, sind möglich. Zum Beispiel kann die radiale Versatzfläche 64 des Ablenkers 30B unter einem nicht radialen Winkel α geneigt sein, wie für die Ablenker 30A, 30C beschrieben ist. Die nicht radiale versetzte Fläche 64 der Ablenker 30A, 30C kann als radiale versetzte Flächen 64 ausgelegt sein, wie für den Ablenker 30B beschrieben ist. Die peripheren Flächen 62 der jeweiligen Segmente 72 der Ölablenker 30B und 30C können ohne eine radiale Verjüngung ausgebildet werden, so dass R1 = R2. Als weiteres Beispiel kann die periphere Fläche 62 der Segmente 72 der Ölablenker 30D, 30E radial verjüngt sein, wobei ein Radius von einem vorderen Radius R1 zu einem hinteren Radius R2 zunimmt, wie für den beispielhaften Ablenker 30A beschrieben ist. Die Segmentanordnungen 34A–34E der jeweiligen Ablenkerbeispiele 30A–30 sind jeweils mit vier Segmenten 72 in einer Anordnung 34 gezeigt, können aber so ausgelegt sein, dass sie zwei, drei oder vier oder mehr Segmente 72 enthalten, die einen Ablenker 30 umfassen, wie hierin beschrieben ist. Die Anzahl der Segmente 72, die die Segmentanordnung 34 bilden, die Winkel α, β, δ, wie sie durch die jeweiligen beispielhaften Konfigurationen der Ablenkerhülse 30 ausgebildet sind, die Größenordnung der Verjüngungen und/oder die Neigung, die durch T1, T2 und/oder R1, R2 und/oder die Breite und den radialen Versatz x des Schlitzes 80 ausgebildet ist, kann wie von der Konfiguration des Turboladers 10 gefordert, einschließlich zum Beispiel der Konfiguration der Ölabdichtplatte 16, des Lagersystems und des Schmiersystems, einschließlich des Ölauslasskanals 40, verändert werden, um die von dem Turbolader 10 bei Einsatz erforderlichen Pfade umgelenkten Öls 42 zu erzeugen. Die Ablenkerhülse 30 kann zum Anbringen an dem Turbinenende der Welle 20 ausgelegt sein, um Öl von einer (nicht gezeigten) abgedichteten Grenzfläche zwischen dem Lagergehäuse 18 und dem (nicht gezeigten) Turbinengehäuse umzulenken.
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Obgleich die besten Ausführungsarten der Erfindung ausführlich beschrieben worden sind, werden Fachleute auf dem Gebiet, das diese Erfindung betrifft, verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen zur praktischen Ausführung der Erfindung innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Ansprüche erkennen.
