DE102017123819A1 - Impeller for an exhaust gas turbocharger, exhaust gas turbocharger and method for balancing a running gear for an exhaust gas turbocharger - Google Patents

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Martin Kreschel
Torsten Gramsch
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Laufrad für einen Abgasturbolader, wobei das Laufrad (1) in einem Gehäuse des Abgasturboladers (3) um eine Drehachse drehbar gelagert ist, und wobei das Laufrad (1) eine Radnabe (5) mit einem Radrücken (6) und einer vom Radrücken (6) abgewandt ausgebildeten Radstirn aufweist, und wobei auf der Radnabe (5) eine Mehrzahl von Laufradschaufeln (4) sich zwischen dem Radrücken (6) und der Radstirn erstreckend ausgebildet ist, und wobei in einem zwischen einer ersten Schaufel (7) der Mehrzahl von Laufradschaufeln (4) und einer der ersten Schaufel (7) benachbart angeordneten zweiten Schaufel (8) der Mehrzahl von Laufradschaufeln (4) ausgebildeten Schaufelkanal (9) eine Wuchtmarke (11) angeordnet ist. Erfindungsgemäß ist die Wuchtmarke (11) dreiecksformartig ausgebildet. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Abgasturbolader mit ebensolchem Laufrad und ein Verfahren zum Auswuchten eines Laufzeugs für einen solchen Abgasturbolader.

Figure DE102017123819A1_0000
The invention relates to an impeller for an exhaust gas turbocharger, wherein the impeller (1) in a housing of the exhaust gas turbocharger (3) is rotatably mounted about an axis of rotation, and wherein the impeller (1) has a wheel hub (5) with a Radrücken (6) and a the wheel hub (5) has a plurality of impeller blades (4) extending between the wheel back (6) and the wheel front, and wherein in one between a first blade (7) the plurality of impeller blades (4) and a blade channel (9) arranged adjacent to the second blade (8) of the plurality of impeller blades (4), arranged adjacent to the first blade (7), a balancing mark (11) is arranged. According to the invention, the balancing mark (11) has a triangular shape. Furthermore, the invention relates to an exhaust gas turbocharger with the same impeller and a method for balancing a running gear for such an exhaust gas turbocharger.
Figure DE102017123819A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft ein Laufrad für einen Abgasturbolader der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art, einen Abgasturbolader gemäß Patentanspruch 5 sowie ein Verfahren zum Auswuchten eines Laufzeugs für einen Abgasturbolader der im Oberbegriff des Patentanspruchs 6 angegebenen Art.The invention relates to an impeller for an exhaust gas turbocharger of the type specified in the preamble of claim 1, an exhaust gas turbocharger according to claim 5 and a method for balancing a running gear for an exhaust gas turbocharger specified in the preamble of claim 6 Art.

Die Offenlegungsschrift DE 10 2010 048 099 A1 offenbart ein Laufzeug mit einem Laufrad eines Abgasturboladers. Das Laufrad weist Laufradschaufeln auf, welche auf einer Radnabe, mit einem Radrücken und einer vom Radrücken abgewandt ausgebildeten Radstirn, angeordnet sind. Am Radrücken ist eine bogenförmige Wuchtmarke in das Laufrad eingebracht.The publication DE 10 2010 048 099 A1 discloses a power tool with an impeller of an exhaust gas turbocharger. The impeller has impeller blades, which are arranged on a wheel hub, with a Radrücken and a remote from the Radrücken formed Radstirn. At Radrücken an arcuate balancing mark is introduced into the impeller.

Der Offenlegungsschrift DE 10 2015 219 374 A1 kann ein Laufzeug entnommen werden, welches eine birnensegmentförmige Wuchtmarke aufweist. Diese birnensegmentförmige Wuchtmarke weist somit einen Grundkörper auf, welcher einen Kopf aufweist, der im Vergleich zum Grundkörper wesentlich kleiner ausgebildet ist. Problematisch ist, dass der Grundkörper einer Radmitte zugewandt angeordnet ist, wohingegen der Kopf einer Radaußenkante zugewandt positioniert ist. Das bedeutet, dass aufgrund eines sich in Richtung Radmitte verjüngenden Schaufelkanals mit der derartig ausgebildeten Wuchtmarke eine Begrenzung hinsichtlich eines Materialabtrags zur Beseitigung der Unwucht gegeben ist.The published patent DE 10 2015 219 374 A1 can be removed from a running gear, which has a pear segment-shaped balancing mark. This pear segment-shaped balancing mark thus has a base body which has a head which is substantially smaller in comparison to the base body. The problem is that the base body is disposed facing a wheel center, whereas the head is positioned facing a Radaußenkante. This means that due to a blade channel tapering in the direction of the wheel center with the balancing mark formed in this way, there is a limitation with regard to removal of material to eliminate the imbalance.

Ebenso ist es bekannt, Wuchtmarken in die Nabe zwischen dem Radrücken und der Radstirn einzubringen. Dabei wird in einem zwischen zwei Laufradschaufeln ausgebildeten Schaufelkanal in dessen Kanalboden die Wuchtmarke angeordnet. It is also known to introduce balancing marks in the hub between the Radrücken and the Radstirn. In this case, the balancing mark is arranged in a channel formed between two impeller blades in the channel bottom.

Unter Umständen kann in diesem Bereich allerdings nicht genügend abtragbare Masse zur Verfügung stehen, da bevorzugt die Wuchtmarke im Bereich eines größten Raddurchmessers des Laufrades gesetzt wird, in dem üblicherweise eine geringste Wandstärke vorliegt. Dies führt dann im ungünstigsten Fall zu einer erhöhten Ausschussrate.Under certain circumstances, however, not enough abradable mass may be available in this area, since preferably the balancing mark is set in the region of a largest wheel diameter of the rotor, in which there is usually a minimum wall thickness. This then leads in the worst case to an increased reject rate.

Bei Wuchtmarken, welche durch Fräsen hergestellt sind, treten hohe Materialspannungen im Boden der Wuchtmarke, d. h. im Bereich einer kleinsten Dicke des Laufrades auf. Das bedeutet, dass zur Reduzierung bzw. Eliminierung der Unwucht ausreichend Material durch eine Materialabtragung über die Dicke des Laufrades abgetragen wird.In balancing brands, which are produced by milling, high material stresses occur in the bottom of the balancing brand, d. H. in the range of a smallest thickness of the impeller. This means that to reduce or eliminate the imbalance sufficient material is removed by a material removal over the thickness of the impeller.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Laufrad für einen Abgasturbolader, einen solchen Abgasturbolader sowie ein Verfahren zum Auswuchten eines Laufzeugs eines solchen Abgasturboladers bereitzustellen, wodurch ein verbessertes Auswuchten ermöglicht ist.It is an object of the present invention to provide an improved impeller for an exhaust gas turbocharger, such an exhaust gas turbocharger and a method for balancing a rotor of such exhaust gas turbocharger, whereby an improved balancing is possible.

Diese Aufgabe wird durch ein Laufrad für einen Abgasturbolader mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, durch einen Abgasturbolader mit den Merkmalen des Patentanspruchs 5 sowie durch ein Verfahren zum Auswuchten eines Laufzeugs für einen Abgasturbolader mit den Merkmalen des Patentanspruchs 6 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by an impeller for an exhaust gas turbocharger having the features of patent claim 1, by an exhaust gas turbocharger having the features of patent claim 5 and by a method for balancing a power tool for an exhaust gas turbocharger with the features of patent claim 6. Advantageous embodiments with expedient and non-trivial developments of the invention are specified in the dependent claims.

Der erste Aspekt der Erfindung betrifft ein Laufrad für einen Abgasturbolader, welches in einem Gehäuse des Abgasturboladers um eine Drehachse drehbar gelagert ist. Das Laufrad weist eine Radnabe mit einem Radrücken und einer vom Radrücken abgewandt ausgebildeten Radstirn auf. Zwischen der Radnabe und dem Radrücken ist eine Mehrzahl von Laufradschaufeln sich erstreckend ausgebildet, wobei in einem zwischen einer ersten Schaufel der Mehrzahl von Laufradschaufeln und einer der ersten Schaufel benachbart angeordneten zweiten Schaufel der Mehrzahl von Laufradschaufeln ausgebildeten Schaufelkanal eine Wuchtmarke angeordnet ist. Erfindungsgemäß ist die Wuchtmarke dreiecksformartig, bevorzugt dreiecksförmig, ausgebildet.
Der Vorteil ist eine Vergrößerung der Wuchtmarke ohne eine Mindestdicke des Laufrades zu gefährden, da ein Materialabtrag zur Herbeiführung der Wuchtmarke dreidimensional erfolgt. Das heißt mit anderen Worten, dass der Materialabtrag in Richtung einer Längsachse des Laufrades, somit in die Tiefe des Laufrades bzw. in die Dicke des Laufrades, in Umfangsrichtung sowie in radialer Richtung des Laufrades erfolgt. Da der Materialabtrag in die genannten drei Richtungen erfolgt, kann im Vergleich zu den Wuchtmarken des Standes der Technik wesentlich mehr Material abgetragen werden ohne die Festigkeit des Laufrades im Betrieb zu gefährden. Das bedeutet, dass eine Ausschussrate der hergestellten Laufräder wesentlich reduziert werden kann.The first aspect of the invention relates to an impeller for an exhaust gas turbocharger, which is rotatably mounted in a housing of the exhaust gas turbocharger about an axis of rotation. The impeller has a wheel hub with a Radrücken and a remote from the Radrücken trained Radstirn. Between the wheel hub and the Radrücken a plurality of impeller blades is formed extending, wherein in a arranged between a first blade of the plurality of impeller blades and one of the first blade second blade of the plurality of impeller blades formed blade channel a balancing mark is arranged. According to the invention, the balancing mark has a triangular shape, preferably a triangular shape.
The advantage is an increase in the balancing mark without endangering a minimum thickness of the impeller, since a removal of material for bringing about the balancing mark takes place in three dimensions. In other words, the removal of material takes place in the direction of a longitudinal axis of the impeller, thus into the depth of the impeller or in the thickness of the impeller, in the circumferential direction and in the radial direction of the impeller. Since the material removal takes place in the aforementioned three directions, much more material can be removed in comparison to the balancing marks of the prior art without compromising the strength of the impeller during operation. This means that a scrap rate of the manufactured wheels can be significantly reduced.

Ein Spannungsmaximum der Fräsung liegt am Rand der Fräsung, das heißt mit anderen Worten in einem Bereich mit größerer Materialstärke des Laufrades, als sie bspw. in einem Zentrum der Wuchtmarke gegeben ist, wie dies bspw. bei punktförmigen Wuchtmarken vorliegt.A maximum stress of the milling is at the edge of the milling, that is, in other words, in an area with greater material thickness of the impeller, as it is, for example, given in a center of the balancing mark, as is the case for example with punctiform balancing marks.

Durch diese Ausbildung der Wuchtmarke ist ein Laufzeug, dem das Laufrad zugeordnet ist und welches eine Welle umfasst, mit welchem das Laufrad drehfest zu verbinden, bzw. verbunden ist, besonders gut auszuwuchten, so dass das Laufzeug eine besonders gute und zumindest nahezu unwuchtfreie Drehbewegung während des Betriebs des Abgasturboladers durchführen kann.This design of the balancing mark is a running gear, which is associated with the impeller and which comprises a shaft with which the impeller rotatably connect, or is connected to balance particularly well, so that the running gear a particularly good and at least almost unbalance Rotary movement during operation of the exhaust gas turbocharger can perform.

In einer Ausgestaltung ist ein Schenkel der Wuchtmarke sich in Umfangsrichtung erstreckend angeordnet. Der Vorteil liegt in einer optimierten Nutzung eines Kanalbodens des Schaufelkanals, welcher sich ausgehend von der Radaußenkante des Laufrades in Richtung einer Radmitte des Laufrades verjüngend und annähernd dreiecksformartig gestaltet ist. Somit können angepasst an den bestehenden Kanalboden, die beiden weiteren Schenkel der dreiecksformartigen Wuchtmarke sich in Richtung der Radmitte erstreckend zur Erzielung des notwendigen Materialabtrags angeordnet werden.In one embodiment, one leg of the balancing mark is arranged to extend in the circumferential direction. The advantage lies in an optimized use of a channel bottom of the blade channel, which is tapered starting from the Radaußenkante of the impeller in the direction of a wheel center of the impeller and approximately triangular shape. Thus, adapted to the existing channel bottom, the two other legs of the triangular-shaped balancing mark can be arranged extending in the direction of the wheel center to achieve the necessary material removal.

Da üblicherweise Spannung nahe einer Laufradschaufel gering sind, ist es vorteilhaft die Wuchtmarke nahe der Laufradschaufel auszubilden.Since usually stress near an impeller blade is small, it is advantageous to form the balancing mark near the impeller blade.

In einer weiteren Ausgestaltung ist ein Markenboden der Wuchtmarke kleiner als eine freie Fläche der Wuchtmarke. Das bedeutet mit anderen Worten, dass die Schenkel der Wuchtmarke sich in Richtung des Radrückens verjüngend ausgebildet sind. Der Vorteil ist in einer Reduzierung einer Kerbspannung zu sehen, da zwischen dem Markenboden und den Schenkeln ein abgerundeter, zumindest ein nicht scharfkantiger Übergang ausgebildet werden kann.In a further embodiment, a brand floor of the balancing mark is smaller than a free area of the balancing mark. This means in other words that the legs of the balancing mark are tapered in the direction of the wheel back. The advantage is to be seen in a reduction of a notch stress, since between the brand floor and the legs a rounded, at least one not sharp-edged transition can be formed.

Die erfindungsgemäße Wuchtmarke eignet sich insbesondere vorteilhaft für ein Verdichterrad, welches im Vergleich zu einem Turbinenrad eine geringere Wandstärke zwischen dem Radrücken und der Radstirn insbesondere an einer Radaußenkante aufweist. Die Reduzierung der Wandstärke dient neben einer Reduzierung eines Massenträgheitsmomentes des Laufrades einer Materialreduzierung, wodurch sich Materialkosten des Laufrades ebenfalls reduzieren und somit das Verdichterrad kostengünstig hergestellt werden kann. Da die Wuchtmarke dreiecksformartig ausgebildet ist, kann der Umfang der Wuchtmarke bei geringer Tiefenerstreckung der Wuchtmarke so angepasst werden, dass zur Herbeiführung eines unwuchtfreien Laufrades ein ausreichender Materialabtrag realisierbar ist.The balancing mark according to the invention is particularly advantageous for a compressor wheel which, in comparison to a turbine wheel, has a smaller wall thickness between the wheel back and the wheel front, in particular at a wheel outer edge. The reduction of the wall thickness is used in addition to a reduction of a mass moment of inertia of the impeller of a material reduction, whereby material costs of the impeller also reduce and thus the compressor can be produced inexpensively. Since the balancing mark is of triangular shape, the circumference of the balancing mark can be adjusted at a small depth extension of the balancing mark in such a way that sufficient material removal can be achieved in order to produce an unbalanced impeller.

Der zweite Aspekt der Erfindung betrifft einen Abgasturbolader, insbesondere für eine Verbrennungskraftmaschine, mit einem in einem Gehäuse drehbar gelagerten Laufzeug, welches eine Welle sowie wenigstens ein mit der Welle drehfest verbundenes erfindungsgemäßes Laufrad umfasst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung und umgekehrt anzusehen.The second aspect of the invention relates to an exhaust gas turbocharger, in particular for an internal combustion engine, with a rotatably mounted in a housing running gear, which comprises a shaft and at least one rotatably connected to the shaft according to the invention impeller. Advantageous embodiments of the first aspect of the invention are to be regarded as advantageous embodiments of the second aspect of the invention and vice versa.

Das Laufzeug des Abgasturboladers weist in Folge des vorteilhaften Auswuchtens des Laufrads und insbesondere des Laufzeugs eine besonders ruhige Drehbewegung auf, was einem effizienten Betrieb des Abgasturboladers sowie einer langen Lebensdauer desselbigen zuträglich ist.As a result of the advantageous balancing of the impeller and in particular of the running tool, the running gear of the exhaust-gas turbocharger has a particularly smooth rotational movement, which is beneficial for efficient operation of the exhaust-gas turbocharger and a long service life.

Der dritte Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auswuchten eines in einem Gehäuse eines Abgasturboladers drehbar zu lagernden Laufzeugs, insbesondere eines Laufrads des Laufzeugs, welches eine Mehrzahl von Laufradschaufeln auf einer Radnabe des Laufrades aufweist. Zwischen zumindest einer ersten Schaufel der Mehrzahl von Laufradschaufeln und einer der ersten Schaufel benachbarten zweiten Schaufel der Mehrzahl von Laufradschaufeln ist ein Schaufelkanal mit einem Kanalboden ausgebildet, in welchem eine Wuchtmarke ausgebildet wird. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Wuchtmarke gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 in einem High-Speed-Balancing hergestellt wird.The third aspect of the invention relates to a method for balancing a rotatably mounted in a housing of an exhaust gas turbocharger running tool, in particular an impeller of the running tool, which has a plurality of impeller blades on a wheel hub of the impeller. Between at least a first blade of the plurality of impeller blades and a second blade of the plurality of impeller blades adjacent to the first blade, a blade channel is formed with a channel bottom in which a balance mark is formed. According to the invention, it is provided that the balancing mark according to one of claims 1 to 4 is produced in a high-speed balancing.

Ein Vorteil ist darin zu sehen, dass mit Hilfe des High-Speed-Balancing-Verfahrens das Laufzeug vollständig, nicht nur die einzelnen Laufräder unabhängig voneinander, in einem Vorgang gewuchtet werden kann, wodurch eine wesentliche Zeitreduktion bei der Auswuchtung des Laufzeugs realisiert ist. Des Weiteren kann bspw. bei Hinzufügung der Wuchtmarke am Verdichterrad eine Restunwucht des Turbinenrades korrigiert werden. Ebenso können durch elastische Effekte auftretende Unwuchten korrigiert werden.One advantage is the fact that with the aid of the high-speed balancing method, the running gear can be balanced completely, not just the individual wheels independently of one another, in one operation, whereby a substantial reduction in the time of balancing the running gear is realized. Furthermore, for example, with the addition of the balancing mark on the compressor wheel, a residual imbalance of the turbine wheel can be corrected. Likewise, imbalances occurring due to elastic effects can be corrected.

Eine kostengünstige Herstellung der Wuchtmarke wird mit einem materialabtragenden Verfahren, mit anderen Worten durch Materialabtragung erzielt, wobei bevorzugt ein Fräsverfahren eingesetzt wird. Vorteilhaft wird ein kugelkopfformartiges Werkzeug eingesetzt, damit im Bereich aufeinandertreffender Kanten und/oder Flächen, Verbindungselemente und/oder Übergänge abgerundet ausgebildet werden können. Der Vorteil ist in einer wesentlichen Reduzierung von Kerbspannungen zu sehen, welche im Bereich von scharfen, somit nicht abgerundet ausgebildeten Verbindungselementen und/oder Übergängen auftreten, wie sie bspw. bei einem Einsatz eines Zylinderkopffräsers ausgebildet werden, und zu einem Versagen des Laufrades, resp. des Laufzeugs führen können.A cost-effective production of the balancing mark is achieved with a material-removing method, in other words by material removal, wherein preferably a milling method is used. Advantageously, a ball-head-shaped tool is used so that rounded edges can be formed in the area of juxtaposed edges and / or surfaces, connecting elements and / or transitions. The advantage is to be seen in a significant reduction of notch stresses, which occur in the range of sharp, thus not rounded trained connecting elements and / or transitions, as they are formed, for example. When using a Zylinderkopffräsers, and to a failure of the impeller, respectively. of the tool.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele 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 angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Gleichen oder funktionsgleichen Elementen sind identische Bezugszeichen zugeordnet. Es zeigen:

  • 1 in einer perspektivischen Darstellung einen Ausschnitt eines Laufrades gem. dem Stand der Technik,
  • 2 in einer perspektivischen Darstellung einen Ausschnitt eines weiteren Laufrades gem. dem Stand der Technik,
  • 3 in einer perspektivischen Darstellung einen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Laufrades in einem ersten Ausführungsbeispiel,
  • 4 in einer perspektivischen Darstellung einen Ausschnitt des erfindungsgemäßen Laufrades in einem zweiten Ausführungsbeispiel,
  • 5 in einer perspektivischen Darstellung einen Ausschnitt des erfindungsgemäßen Laufrades in einem dritten Ausführungsbeispiel, und
  • 6 in einer perspektivischen Darstellung einen Ausschnitt des erfindungsgemäßen Laufrades in einem vierten Ausführungsbeispiel.
Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawing. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or in the figures alone can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or in isolation, without the scope of To leave invention. Same or functionally identical elements are assigned identical reference numerals. Show it:
  • 1 in a perspective view of a section of an impeller gem. the prior art,
  • 2 in a perspective view a section of another impeller gem. the prior art,
  • 3 in a perspective view of a section of an impeller according to the invention in a first embodiment,
  • 4 in a perspective view of a section of the impeller according to the invention in a second embodiment,
  • 5 in a perspective view of a section of the impeller according to the invention in a third embodiment, and
  • 6 in a perspective view of a section of the impeller according to the invention in a fourth embodiment.

Ein Laufrad 1 eines Laufzeugs 2 für einen Abgasturbolader 3 gemäß dem Stand der Technik ist gemäß 1 ausgebildet. Das Laufrad 1 ist in Form eines Verdichterrades ausgebildet. Das Laufzeug 2 umfasst das Verdichterrad 1 und ein nicht näher dargestelltes Turbinenrad, welches über eine nicht näher dargestellte Welle mit dem Verdichterrad 1 drehfest verbunden ist.An impeller 1 a power tool 2 for an exhaust gas turbocharger 3 According to the prior art is according to 1 educated. The impeller 1 is formed in the form of a compressor wheel. The running tool 2 includes the compressor wheel 1 and a not-shown turbine wheel, which via a shaft, not shown, with the compressor wheel 1 rotatably connected.

Das Laufzeug 2 ist in einem nicht näher dargestellten Lagerabschnitt des Abgasturboladers 3 um eine nicht näher dargestellte Drehachse des Laufzeugs 2 drehbar gelagert. Das Turbinenrad ist in einem nicht näher dargestellten durchströmbaren Abgasführungsabschnitt des Abgasturboladers 3 drehbar aufgenommen. Über einen nicht näher dargestellten Eintrittskanal des Abgasführungsabschnitts wird das Turbinenrad mit Abgas einer nicht näher dargestellten, mit dem Abgasturbolader 3 durchströmbar verbundenen Verbrennungskraftmaschine beaufschlagt und in Rotation versetzt.The running tool 2 is in a non-illustrated bearing portion of the exhaust gas turbocharger 3 about a non-illustrated axis of rotation of the power tool 2 rotatably mounted. The turbine wheel is in a flow-through exhaust-gas guide section (not shown in more detail) of the exhaust-gas turbocharger 3 rotatably received. About a non-illustrated inlet channel of the exhaust gas guide section, the turbine with exhaust gas is not shown in detail, with the exhaust gas turbocharger 3 durchströmbar connected internal combustion engine acted upon and set in rotation.

Durch die mit Hilfe der Welle ausgebildete drehfeste Verbindung mit dem Verdichterrad 1 wird das in einem nicht näher dargestellten Luftführungsabschnitt drehbar aufgenommene Verdichterrad 1 ebenfalls in eine Rotationsbewegung versetzt, wobei es Luft ansaugt und verdichtet. Die verdichtete Luft wird über einen nicht näher dargestellten Austrittskanal des Luftführungsabschnitts der Verbrennungskraftmaschine zugeführt.By trained with the help of the shaft rotatable connection with the compressor wheel 1 is the rotatably received in a non-illustrated air guide section compressor wheel 1 also set in a rotational movement, whereby it sucks air and compressed. The compressed air is supplied via an outlet channel, not shown, of the air guide portion of the internal combustion engine.

Das Verdichterrad 1 umfasst eine Mehrzahl von Laufradschaufeln 4, mit deren Hilfe es die Luft ansaugt, welche auf einer Radnabe 5 des Verdichterrades 1 angeordnet sind. Die Radnabe 5 weist einen Radrücken 6 und eine nicht näher dargestellte, vom Radrücken 6 abgewandt ausgebildete Radstirn der Radnabe 5 auf. Die Mehrzahl der Laufradschaufeln 4 ist sich von der Radstirn zum Radrücken 6 erstreckend auf der Radnabe 5 angeordnet. Zwischen jeweils zwei Schaufeln der Mehrzahl von Laufradschaufeln 4, einer ersten Schaufel 7 und einer zweiten Schaufel 8, ist ein Schaufelkanal 9 mit einem Kanalboden 10 ausgebildet, entlang dessen die Luft strömt. Das Laufrad 1 ist um eine nicht näher dargestellte Drehachse drehbar.The compressor wheel 1 includes a plurality of impeller blades 4 with which it draws in the air, which on a wheel hub 5 of the compressor wheel 1 are arranged. The wheel hub 5 has a Radrücken 6 and a not shown, from Radrücken 6 averted trained Radstirn the wheel hub 5 on. The majority of impeller blades 4 is from the Radstirn to Radrücken 6 extending on the wheel hub 5 arranged. Between every two blades of the plurality of impeller blades 4 , a first shovel 7 and a second blade 8th , is a scoop channel 9 with a channel bottom 10 formed along which the air flows. The impeller 1 is rotatable about a rotation axis, not shown.

Zur Herbeiführung einer besonders ruhigen Drehbewegung des Laufzeugs 2 ist am Kanalboden 10 des Verdichterrades 1 eine Wuchtmarke 11 ausgebildet. Die Wuchtmarke 11 des in 1 dargestellten Laufrades gemäß dem Stand der Technik, ist punktförmig ausgebildet.To bring about a particularly smooth rotational movement of the tool 2 is on the canal floor 10 of the compressor wheel 1 a balancing mark 11 educated. The balancing mark 11 of in 1 illustrated impeller according to the prior art, is punctiform.

In 2 ist ein weiteres Laufrad gemäß dem Stand der Technik dargestellt. Die ausgebildete Wuchtmarke 11 ist länglich und leicht gebogen ausgeführt.In 2 another impeller according to the prior art is shown. The trained balance mark 11 is elongated and slightly curved.

Eine erfindungsgemäße Wuchtmarke 11, wie sie gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in 3 illustriert ist, ist dreiecksformartig ausgebildet. Die Wuchtmarke 11 weist einen ersten Schenkel 12, einen zweiten Schenkel 13 und einen dritten Schenkel 14 auf, die mit Hilfe von Verbindungselementen 15 miteinander verbunden sind. Die Verbindungselemente 15 sind gebogen ausgebildet, wohingegen die Schenkel 12, 13, 14 im Wesentlichen, relativ zu den Verbindungselementen 15, geradlinig ausgeführt sind.A balancing mark according to the invention 11 , as according to a first embodiment in 3 is illustrated, is triangular shaped. The balancing mark 11 has a first leg 12 , a second leg 13 and a third leg 14 on, with the help of fasteners 15 connected to each other. The connecting elements 15 are bent, whereas the legs 12 . 13 . 14 essentially, relative to the connecting elements 15 , are executed in a straight line.

Die dreiecksformartige Wuchtmarke 11 ist überwiegend bezogen auf ihren Umfang dreiecksformartig ausgebildet. Ebenso könnte sie allerdings auch bezüglich ihrer Tiefenerstreckung T dreiecksformartig ausgeführt sein. Oder sie könnte ebenso in allen drei Dimensionen dreiecksformartig, somit tetraederformartig ausgebildet sein. Es kann sich dabei um gleichmäßige, ungleichmäßige oder gleichschenkelige Dreiecke handeln.The triangular-shaped balance mark 11 is predominantly triangular in shape based on its circumference. However, it could also be in terms of their depth extension T be executed triangular shape. Or it could also be triangular-shaped, thus tetrahedral, in all three dimensions. These may be uniform, uneven or isosceles triangles.

Zur Erzeugung der Wuchtmarke 11 im so genannten High-Speed-Balancing kann zum einen das materialabtragende Werkzeug oder zum anderen das Laufrad 1 bzw. das Laufzeug 2 selbst bewegt werden. Eine geradlinige Wuchtmarke 11 lässt sich bevorzugt mit bewegtem Werkzeug erzeugen, wohingegen die erfindungsgemäße Wuchtmarke 11 mit bewegtem Laufrad 1 bzw. bewegtem Laufzeug 2 und bewegtem Werkzeug bevorzugt herzustellen ist.For generating the balancing mark 11 In the so-called high-speed balancing, on the one hand, the material-removing tool or, on the other hand, the impeller 1 or the running gear 2 to be moved. A straightforward balancing mark 11 can be generated preferably with moving tool, whereas the balancing mark according to the invention 11 with moving impeller 1 or moving tool 2 and moving tool is preferable to manufacture.

In der so genannten High-Speed-Balancing Maschine ist das Laufzeug im Lagergehäuse eingebaut und in der High-Speed-Balancing Maschine eingespannt, wodurch sich ein Zugang für einen Materialabtrag an der Radnabe 5 in axialer Richtung ergibt. Sofern andere Maschinen eingesetzt werden, kann eine radial-axial-Bearbeitung in bestimmten Winkeln erfolgen. Dadurch ergibt sich ein Zugang in Bereiche der Radnabe 5, die in Richtung des Radrückens 6 radial weiter innen liegen, wo die Spannungen nicht so hoch sind. Hier könnte bspw. auch mehr Material abgetragen werden.In the so-called high-speed balancing machine, the running gear is built into the bearing housing and clamped in the high-speed balancing machine, giving access for one Material removal at the wheel hub 5 in the axial direction. If other machines are used, radial-axial machining can take place at certain angles. This results in access into areas of the wheel hub 5 pointing in the direction of the Radrückens 6 lie radially inward, where the voltages are not so high. Here, for example, more material could be removed.

Zu Herbeiführung einer die Unwucht reduzierenden, insbesondere eliminierenden hinreichenden Abtragung einer Laufradmasse kann ebenso die Tiefenerstreckung T der Wuchtmarke 11 erhöht werden. Im Vergleich zu den üblichen Wuchtmarken, kann ausreichend notwendiges Material zur Eliminierung der Unwucht abgenommen werden, da aufgrund der dreiecksformartigen Wuchtmarke 11 der Materialabtrag in drei Dimensionen erfolgt.In order to bring about an imbalance reducing, in particular eliminating sufficient removal of an impeller mass can also the depth extension T the balancing mark 11 increase. Compared to the usual balancing marks, sufficient material to eliminate the imbalance can be removed because of the triangular-shaped balance mark 11 Material removal takes place in three dimensions.

Der erste Schenkel 12, welcher auch als Grundseite der Wuchtmarke 11 angesehen werden kann, ist sich in Umfangserstreckungsrichtung U erstreckend angeordnet ist. Somit ist eine Spitze 16 der Wuchtmarke 11 von einer Radaußenkante 17 abgewandt positioniert und einer Radmitte des Laufrades zugewandt angeordnet. Somit ist die Wuchtmarke 11 sich quasi einer Ausdehnung des Kanalbodens 10 angepasst angeordnet, welcher sich ausgehend von der Radaußenkante 17 in Richtung der Radmitte verjüngend ausgebildet ist.The first leg 12 , which also serves as the base of the balancing mark 11 can be regarded, is arranged extending in the circumferential direction U. Thus, a tip 16 the balancing mark 11 from a wheel outer edge 17 positioned facing away and arranged facing a Radmitte the impeller. Thus, the balancing mark 11 almost an extension of the channel floor 10 arranged adapted, which starting from the Radaußenkante 17 is tapered in the direction of the wheel center.

Der erste Schenkel 12 der in 3 dargestellten Wuchtmarke 11 in einer ersten Ausführungsform ist leicht gekrümmt ausgebildet, wodurch sich die Wuchtmarke 11 einer Krümmung der Radaußenkante 17 anpassen kann. Allerdings ist die Krümmung des ersten Schenkels 12 wesentlich flacher als die Krümmung der Verbindungselemente 15. Ebenso könnten die beiden anderen Schenkel 13, 14 eine leichte Krümmung aufweisen, welche allerdings im Vergleich mit der Krümmung der Verbindungselemente 15 wesentlich reduziert ist.The first leg 12 the in 3 shown balancing mark 11 in a first embodiment is slightly curved, resulting in the balancing mark 11 a curvature of the Radaußenkante 17 can adapt. However, the curvature of the first leg 12 much flatter than the curvature of the fasteners 15 , Likewise, the other two thighs could 13 . 14 have a slight curvature, which, however, in comparison with the curvature of the connecting elements 15 is significantly reduced.

In 4 ist die erfindungsgemäße Wuchtmarke 11 in einem zweiten Ausführungsbeispiel illustriert. Im Vergleich zur Wuchtmarke 11 des ersten Ausführungsbeispiels sind die Schenkel 12, 13, 14 geradlinig ausgebildet, wobei eine Erstreckung in Umfangsrichtung U der Wuchtmarke 11 des zweiten Ausführungsbeispiels vergrößert ist.In 4 is the balancing mark according to the invention 11 illustrated in a second embodiment. Compared to the balancing mark 11 of the first embodiment are the legs 12 . 13 . 14 rectilinear, with an extension in the circumferential direction U the balancing mark 11 of the second embodiment is increased.

Die Krümmungen der Verbindungselemente 15 sind zur Reduzierung einer Kerbspannung zwischen den aufeinandertreffenden Schenkeln 12, 13, 14 vorgesehen. Eine weitere Reduzierung der Kerbspannung ist dadurch erreicht, dass ein zwischen den Schenkeln 12, 13, 14 und einem Markenboden 18 der Wuchtmarke 11 ausgebildeter Übergang 19 abgerundet ausgebildet ist. Das heißt mit anderen Worten, dass der Markenboden 18 kleiner ist als eine freie Fläche 20 der Wuchtmarke 11, wie insbesondere durch die in 5 illustrierte Wuchtmarke 11 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel erkennbar ist. Die freie Fläche 20 der Wuchtmarke 11 entspricht der zwischen den Schenkeln 12, 13, 14 aufgespannten Fläche in der Ebene des Kanalbodens 10.The curvatures of the connecting elements 15 are to reduce a notch stress between the colliding legs 12 . 13 . 14 intended. A further reduction in notch stress is achieved by having one between the thighs 12 . 13 . 14 and a brand floor 18 the balancing mark 11 trained transition 19 rounded is formed. In other words, that means the brand floor 18 is smaller than a free area 20 the balancing mark 11 , in particular by the in 5 illustrated balance mark 11 can be seen according to a third embodiment. The free area 20 the balancing mark 11 corresponds to the between the thighs 12 . 13 . 14 spanned surface in the level of the channel bottom 10 ,

Zur Herbeiführung der Wuchtmarke 11 kann grundsätzlich jedes materialabtragende Verfahren, mit anderen Worten jede Materialabtragung genutzt werden. Insbesondere ist, sofern das Laufrad 1 in Form des Turbinenrades ausgebildet ist, Schleifen denkbar. Ebenso könnte auch der Materialabtrag mit Hilfe eines Laserverfahrens erzielt werden. Auch könnte mit Hilfe eines Schneidverfahrens an einer Außenkante des Laufrades 1 die Wuchtmarke 11 erzeugt werden. Der Vorteil von Fräsen ist in einer möglichen Oberflächenbearbeitung sowie in einem Kostenvorteil gegenüber anderen Verfahren zu sehen, da Fräsen kostengünstig und flexibel einsetzbar ist.To bring the balancing mark 11 In principle, every material-removing process, in other words any removal of material can be used. In particular, unless the impeller 1 is designed in the form of the turbine wheel, grinding conceivable. Likewise, the material removal could be achieved by means of a laser process. Also, using a cutting process could be done on an outer edge of the impeller 1 the balancing mark 11 be generated. The advantage of milling is to be seen in a possible surface treatment and in a cost advantage over other methods, since milling is inexpensive and flexible.

Das insbesondere in 6 dargestellte Laufrad 1 in Form eines Verdichterrades, weist die Wuchtmarke 11 auf, welche mit einem Kugelkopffräser hergestellt wurde. Das heißt mit anderen Worten, dass die Wuchtmarke 11 in einem Fräsverfahren, insbesondere mit einem kugelkopfformartigen Werkzeug ausgebildet wurde. Dadurch können auf einfache Weise ohne weiteren Bearbeitungsschritt während der Ausbildung der Wuchtmarke 11 durch Materialabtragung die abgerundeten Verbindungselemente 15 sowie der abgerundete Übergang 19 hergestellt werden.That in particular in 6 illustrated impeller 1 in the form of a compressor wheel, has the balancing mark 11 on, which was made with a ball end mill. In other words, that means the balancing mark 11 was formed in a milling process, in particular with a ball head mold-like tool. This allows a simple way without further processing step during the training of the balancing mark 11 by material removal the rounded fasteners 15 as well as the rounded transition 19 getting produced.

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Claims (8)

Laufrad für einen Abgasturbolader, wobei das Laufrad (1) in einem Gehäuse des Abgasturboladers (3) um eine Drehachse drehbar gelagert ist, und wobei das Laufrad (1) eine Radnabe (5) mit einem Radrücken (6) und einer vom Radrücken (6) abgewandt ausgebildeten Radstirn aufweist, und wobei auf der Radnabe (5) eine Mehrzahl von Laufradschaufeln (4) sich zwischen dem Radrücken (6) und der Radstirn erstreckend ausgebildet ist, und wobei in einem zwischen einer ersten Schaufel (7) der Mehrzahl von Laufradschaufeln (4) und einer der ersten Schaufel (7) benachbart angeordneten zweiten Schaufel (8) der Mehrzahl von Laufradschaufeln (4) ausgebildeten Schaufelkanal (9) eine Wuchtmarke (11) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Wuchtmarke (11) dreiecksformartig ausgebildet ist.Impeller for an exhaust gas turbocharger, wherein the impeller (1) in a housing of the exhaust gas turbocharger (3) is rotatably mounted about an axis of rotation, and wherein the impeller (1) has a wheel hub (5) with a Radrücken (6) and one of Radrücken (6 ) and wherein on the wheel hub (5) a plurality of impeller blades (4) is formed between the Radrücken (6) and the Radstirn extending, and wherein in a between a first blade (7) of the plurality of impeller blades (4) and one of the first blade (7) adjacently arranged second blade (8) of the plurality of impeller blades (4) formed blade channel (9) a balancing mark (11) is arranged, characterized in that the balancing mark (11) is triangular shaped , Laufrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schenkel (12) der Wuchtmarke (11) sich in Umfangsrichtung erstreckend angeordnet ist.Impeller after Claim 1 , characterized in that a leg (12) of the balancing mark (11) is arranged to extend in the circumferential direction. Laufrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Markenboden (18) der Wuchtmarke (11) kleiner ist als eine freie Fläche (20) der Wuchtmarke (11).Impeller after Claim 1 or 2 , characterized in that a brand floor (18) of the balancing mark (11) is smaller than a free surface (20) of the balancing mark (11). Laufrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Laufrad (1) ein Verdichterrad ist.Impeller after Claim 1 , characterized in that the impeller (1) is a compressor wheel. Abgasturbolader, insbesondere für eine Verbrennungskraftmaschine, mit einem in einem Gehäuse des Abgasturboladers (3) drehbar gelagerten Laufzeug (2), welches eine Welle und wenigstens ein mit der Welle drehfest verbundenes Laufrad (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 umfasst.Exhaust gas turbocharger, in particular for an internal combustion engine, with a rotatably mounted in a housing of the exhaust gas turbocharger (3) running gear (2) having a shaft and at least one rotatably connected to the shaft impeller (1) according to one of Claims 1 to 4 includes. Verfahren zum Auswuchten eines in einem Gehäuse eines Abgasturboladers (3) drehbar gelagerten Laufzeugs (2), wobei das Laufzeug (2) ein Laufrad (1) umfasst, welches eine Mehrzahl von Laufradschaufeln (4) auf einer Radnabe (5) des Laufrades (1) aufweist, und wobei zwischen zumindest einer ersten Schaufel (7) der Mehrzahl von Laufradschaufeln (4) und einer der ersten Schaufel (7) benachbarten zweiten Schaufel (8) der Mehrzahl von Laufradschaufeln (4) ein Schaufelkanal (9) mit einem Kanalboden (10) ausgebildet ist, und wobei im Kanalboden (10) eine Wuchtmarke (11) ausgebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Wuchtmarke (11) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 in einem High-Speed-Balancing hergestellt wird.Method for balancing a rotor (2) rotatably mounted in a housing of an exhaust-gas turbocharger (3), wherein the rotor (2) comprises an impeller (1) having a plurality of impeller blades (4) on a wheel hub (5) of the rotor (1 and between at least one first blade (7) of the plurality of impeller blades (4) and one of the first blade (7) adjacent second blade (8) of the plurality of impeller blades (4) has a blade channel (9) with a channel bottom ( 10) is formed, and wherein in the channel bottom (10) a balancing mark (11) is formed, characterized in that the balancing mark (11) according to one of Claims 1 to 4 is made in a high-speed balancing. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wuchtmarke (11) durch Materialabtragung hergestellt wird.Method according to Claim 6 , characterized in that the balancing mark (11) is produced by material removal. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wuchtmarke (11) in einem Fräsverfahren, insbesondere mit einem kugelkopfformartigen Werkzeug ausgebildet wird.Method according to Claim 6 or 7 , characterized in that the balancing mark (11) is formed in a milling process, in particular with a ball-head-shaped tool.
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