DE102014220258A1 - Lagerinnenring für ein Radiallager eines Abgasturboladers - Google Patents

Lagerinnenring für ein Radiallager eines Abgasturboladers Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Lagerinnenring (4, 5) für ein Radiallager (1) eines Abgasturboladers, aufweisend wenigstens eine an einer Innenmantelfläche des Lagerinnenrings (4, 5) angeordnete Presssitzfläche (11, 12), über die ein Presssitz zwischen einer Läuferwelle und dem auf der Läuferwelle angeordneten Lagerinnenring (4, 5) herstellbar ist. Um eine Montage eines Radiallagers (1) für einen Abgasturbolader zu vereinfachen, wird mit der Erfindung vorgeschlagen, dass an der Presssitzfläche (11, 12) zumindest bereichsweise eine Beschichtung (13) angeordnet ist.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft einen Lagerinnenring für ein Radiallager eines Abgasturboladers, aufweisend wenigstens eine an einer Innenmantelfläche des Lagerinnenrings angeordnete Presssitzfläche, über die ein Presssitz zwischen einer Läuferwelle und dem auf der Läuferwelle angeordneten Lagerinnenring herstellbar ist.
  • Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Radiallager für einen Abgasturbolader, aufweisend wenigstens einen Lageraußenring und wenigstens einen radial außen von dem Lageraußenring umschlossenen, drehbar an dem Lageraußenring gelagerten Lagerinnenring.
  • Stand der Technik
  • Ein Abgasturbolader weist ein Turbinenrad, ein Verdichterrad und eine das Turbinenrad drehfest mit dem Verdichterrad verbindende Läuferwelle auf. Die Läuferwelle ist über wenigstens ein Radialwälzlager oder Radialgleitlager drehbar in einem Lagergehäuse des Abgasturboladers angeordnet.
  • Die DE 10 2012 211 891 A1 offenbart ein Radialwälzlager für einen Abgasturbolader, das zur Aufnahme von radialen und axialen Lasten als zweireihiges Schulterkugellager bzw. Schrägkugellager ausgebildet ist. Das Radialwälzlager umfasst einen Lageraußenring und zwei radial außen von dem Lageraußenring umschlossene, drehbar an dem Lageraußenring gelagerte Lagerinnenringe. Jeder Lagerinnenring umfasst eine an einer Innenmantelfläche des jeweiligen Lagerinnenrings angeordnete Presssitzfläche, über die ein Presssitz zwischen einer Läuferwelle des Abgasturboladers und dem jeweilig auf der Läuferwelle angeordneten Lagerinnenring herstellbar ist.
  • Ein herkömmlicher Lagerinnenring ist aus einem einheitlichen Werkstoff hergestellt. Durch betriebsbedingt hohe Drehzahlen eines Läufers eines Abgasturboladers und hohe Betriebstemperaturen des Läufers wird eine Presssitzüberdeckung zwischen einem Lagerinnenring und einer Läuferwelle erheblich reduziert bzw. komplett aufgehoben, wodurch die Gefahr von axialem Mikroschlupf besteht.
  • Zur Herstellung eines Presssitzes zwischen einem Lagerinnenring und einer Läuferwelle wird der Lagerinnenring üblicherweise unter hohem Kraftaufwand axial auf die Läuferwelle aufgeschoben.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Montage eines Radiallagers für einen Abgasturbolader zu vereinfachen.
  • Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind insbesondere in den abhängigen Ansprüchen angegeben, die jeweils für sich genommen oder in verschiedener Kombination miteinander einen Aspekt der Erfindung darstellen können.
  • Der erfindungsgemäße Lagerinnenring für ein Radiallager eines Abgasturboladers umfasst wenigstens eine an einer Innenmantelfläche des Lagerinnenrings angeordnete Presssitzfläche, über die ein Presssitz zwischen einer Läuferwelle und dem auf der Läuferwelle angeordneten Lagerinnenring herstellbar ist, wobei an der Presssitzfläche zumindest bereichsweise eine Beschichtung angeordnet ist.
  • Durch die Anordnung der Beschichtung an einem Teilbereich der Presssitzfläche oder der vollständigen Presssitzfläche des Lagerinnenrings und eine geeignete Wahl des zu ihrer Herstellung verwendeten Werkstoffs kann die aufzubringende Montagekraft zum axialen Aufschieben des Lagerinnenrings auf die Läuferwelle reduziert werden, da überschüssiges Material der Beschichtung hierbei einfach axial verdrängt werden kann. Durch die Reduzierung der Montagekraft wird eine Montage eines Radiallagers für einen Abgasturbolader gegenüber der Montage eines herkömmlichen Radiallagers mit Lagerinnenringen ohne Beschichtung vereinfacht, was mit einer Kostenreduzierung einhergeht. Außerdem kann durch die Beschichtung ein spielfreier Lagersitz realisiert werden, wenn die Werkstoffe des Innenrings und der Beschichtung einen gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung besteht die Beschichtung aus einer Zink-Legierung. Dieser Werkstoff ist weicher ausgebildet als der zur Ausbildung des übrigen Lagerinnenrings verwendete Werkstoff. Dadurch ist das Material der Beschichtung beim Aufschieben des Lagerinnenrings auf die Läuferwelle relativ einfach axial verdrängbar.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist ein Werkstoff der Beschichtung einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten auf, der gleich einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten eines Werkstoffs des übrigen Lagerinnenrings ist. Hierdurch kann über die Beschichtung ein spielfreier Presssitz zwischen dem Lagerinnenring und der Läuferwelle realisiert werden.
  • Eine alternative vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass ein Werkstoff der Beschichtung einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, der größer als ein thermischer Ausdehnungskoeffizient eines Werkstoffs des übrigen Lagerinnenrings ist. Hierdurch kann einer drehzahlbedingten und einer temperaturbedingten Aufweitung des Lagerinnenrings und einer damit verbundenen Reduzierung der Presssitzüberdeckung zwischen dem Lagerinnenring und der Läuferwelle entgegengewirkt werden. Dies reduziert die Gefahr einer axialen Verschiebung des Lagerinnenrings auf der Läuferwelle im Betrieb eines Abgasturboladers durch axialen Mikroschlupf.
  • Das erfindungsgemäße Radiallager für einen Abgasturbolader umfasst wenigstens einen Lageraußenring und wenigstens einen radial außen von dem Lageraußenring umschlossenen, drehbar an dem Lageraußenring gelagerten Lagerinnenring, wobei der Lagerinnenring nach einer der vorgenannten Ausgestaltungen oder einer beliebigen Kombination derselben ausgebildet ist.
  • Mit dem Radiallager sind die oben mit Bezug auf den Lagerinnenring genannten Vorteile entsprechend verbunden. Das Radiallager umfasst vorzugsweise einen einteilig ausgebildeten Lageraußenring und zwei radial innen zu dem Lageraußenring angeordnete Lagerinnenringe. Das Radiallager kann als Radialgleitlager oder als Radialwälzlager, insbesondere Schulterkugellager bzw. Schrägkugellager, ausgebildet sein.
  • Die Erfindung ist nicht auf die angegebene Kombination der Merkmale der unabhängigen Ansprüche und der abhängigen Ansprüche beschränkt. Es ergeben sich darüber hinaus weitere Möglichkeiten, einzelne Merkmale, insbesondere dann, wenn sie sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung des Ausführungsbeispiels oder unmittelbar aus der Figur ergeben, miteinander zu kombinieren. Außerdem soll die Bezugnahme der Ansprüche auf die Figur durch die Verwendung von Bezugszeichen den Schutzumfang der Ansprüche auf keinen Fall auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränken.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Figur näher erläutert. Diese zeigt:
  • 1 ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Radiallager im Längsschnitt.
  • Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
  • 1 zeigt einen Längsschnitt eines Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes Radiallager 1 für einen nicht gezeigten Abgasturbolader, wobei das Radiallager 1 als zweireihiges Schulterkugellager bzw. Schrägkugellager ausgebildet ist.
  • Das Radiallager 1 umfasst einen Lageraußenring 2 und zwei radial außen von dem Lageraußenring 2 umschlossene, über Wälzkörper 3 drehbar an dem Lageraußenring 2 gelagerte Lagerinnenringe 4 und 5, wobei die Wälzkörper 3 zwei Wälzkörperreihen ausbilden. Die Wälzkörper 3 jeder Wälzkörperreihe sind an einem Wälzkörperkäfig 6 relativ zueinander geführt. An einer Innenmantelfläche des Lageraußenrings 2 sind zwei umlaufende Laufbahnen 7 zum Führen der Wälzkörper 3 angeordnet. An dem Lageraußenring 2 sind Spritzölbohrungen 8 angeordnet, über die ein Schmieröl in das Radiallager 1 einspritzbar ist, um das Radiallager 1 im Bereich der Wälzkörperreihen zu schmieren. Des Weiteren sind an dem Lageraußenring 2 Ölablaufbohrungen 9 angeordnet, über die Schmieröl aus dem Radiallager 1 abgeführt werden kann.
  • An einer Außenmantelfläche jedes Lagerinnenrings 4 bzw. 5 ist eine umlaufende Laufbahn 10 zum Führen der Wälzkörper 3 angeordnet. Jeder Lagerinnenring 4 bzw. 5 umfasst eine an einer Innenmantelfläche des jeweiligen Lagerinnenrings 4 bzw. 5 angeordnete Presssitzfläche 11 bzw. 12, über die ein Presssitz zwischen einer nicht gezeigten Läuferwelle und dem jeweilig auf der Läuferwelle angeordneten Lagerinnenring 4 bzw. 5 herstellbar ist.
  • An der Presssitzfläche 11 bzw. 12 jedes Lagerinnenrings 4 bzw. 5 ist eine Beschichtung 13 angeordnet. Die Beschichtung 13 kann aus einer Zink-Legierung bestehen. Ein Werkstoff der Beschichtung 13 kann einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweisen, der gleich einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten eines Werkstoffs des übrigen Lagerinnenrings 14 bzw. 15 ist. Alternativ kann ein Werkstoff der Beschichtung 13 einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweisen, der größer als ein thermischer Ausdehnungskoeffizient eines Werkstoffs des übrigen Lagerinnenrings 14 bzw. 15 ist.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Radiallager
    2
    Lageraußenring
    3
    Wälzkörper
    4
    Lagerinnenring
    5
    Lagerinnenring
    6
    Wälzkörperkäfig
    7
    Laufbahn
    8
    Spritzölbohrung
    9
    Ölablaufbohrung
    10
    Laufbahn
    11
    Presssitzfläche
    12
    Presssitzfläche
    13
    Beschichtung
    14
    übriger Lagerinnenring
    15
    übriger Lagerinnenring
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102012211891 A1 [0004]

Claims (5)

  1. Lagerinnenring (4, 5) für ein Radiallager (1) eines Abgasturboladers, aufweisend wenigstens eine an einer Innenmantelfläche des Lagerinnenrings (4, 5) angeordnete Presssitzfläche (11, 12), über die ein Presssitz zwischen einer Läuferwelle und dem auf der Läuferwelle angeordneten Lagerinnenring (4, 5) herstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass an der Presssitzfläche (11, 12) zumindest bereichsweise eine Beschichtung (13) angeordnet ist.
  2. Lagerinnenring (4, 5) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (13) aus einer Zink-Legierung besteht.
  3. Lagerinnenring (4, 5) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Werkstoff der Beschichtung (13) einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, der gleich einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten eines Werkstoffs des übrigen Lagerinnenrings (14, 15) ist.
  4. Lagerinnenring (4, 5) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Werkstoff der Beschichtung (13) einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, der größer als ein thermischer Ausdehnungskoeffizient eines Werkstoffs des übrigen Lagerinnenrings (14, 15) ist.
  5. Radiallager (1) für einen Abgasturbolader, aufweisend wenigstens einen Lageraußenring (2) und wenigstens einen radial außen von dem Lageraußenring (2) umschlossenen, drehbar an dem Lageraußenring (2) gelagerten Lagerinnenring (4, 5), dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerinnenring (4, 5) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 ausgebildet ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102012211891A1 (de) 2012-07-09 2014-01-09 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Wälzlager für einen Turbolader

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102012211891A1 (de) 2012-07-09 2014-01-09 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Wälzlager für einen Turbolader

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