DE112009001444T5

DE112009001444T5 - Lagergehäuse-Rumpfgruppe eines Abgasturboladers

Info

Publication number: DE112009001444T5
Application number: DE112009001444T
Authority: DE
Inventors: Hildwin Kuzi; Thomas Fitting
Original assignee: BorgWarner Inc
Current assignee: BorgWarner Inc
Priority date: 2008-07-02
Filing date: 2009-06-26
Publication date: 2011-09-29
Also published as: JP2011526980A; KR101570141B1; KR20110025692A; WO2010002717A2; US20110103948A1; JP5526127B2; CN102066715A; WO2010002717A3; US8926274B2

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lagergehäuse-Rumpfgruppe (1) eines Abgasturboladers mit einem Gehäuse (2) für eine Lageranordnung einer Rotorwelle (3); mit einem Turbinenrad (4) auf einem Ende (5) der Rotorwelle (3); mit einem Verdichterrad (6) auf dem gegenüberliegenden Ende (7) der Rotorwelle (3); und mit einem verdichterradseitigen Gehäusedeckel (8), der mittels einer Befestigungseinrichtung (9) in einer verdichterradseitigen Gehäuseöffnung (10) fixierbar ist, wobei die Befestigungseinrichtung (9) als Bajonettverschluss ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lagergehäuse-Rumpfgruppe eines Abgasturboladers gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Im Rahmen der Downsizing-Programme für Verbrennungsmotoren stellen immer kleiner und kompakter werdende Abgasturbolader die bevorzugten Ausführungsformen dar. Die für die Funktion der Rotorlagerung erforderliche Ölmenge kann aber nicht in gleichem Maße wie die äußeren Abmessungen reduziert werden. Die kleineren Abgasturbolader neigen deshalb in bestimmten Betriebspunkten insbesondere zu einem verdichterseitigen Ölen, da das für den Ölablauf zur Verfügung stehende Volumen im Lagergehäuse relativ kleiner wird.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lagergehäuse-Rumpfgruppe eines Abgasturboladers gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 zu schaffen, die eine kompakte Bauweise des Abgasturboladers bei gleichzeitiger Verbesserung der verdichterseitigen Ölabdichtung ermöglicht.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruches 1. Im Gegensatz zu bekannten Lagergehäuse-Rumpfgruppen, bei denen der Lagergehäusedeckel mittels konventioneller Verbindungstechnik wie Schrauben oder Sprengring befestigt wird, ergibt die erfindungsgemäße Ausbildung der Befestigungseinrichtung als Bajonettverschluss den Vorteil, dass der Raum zwischen dem Axiallager und dem Gehäusedeckel der Lagergehäuse-Rumpfgruppe so groß gestaltet werden kann, dass das Öl ungehindert ablaufen kann und der Öldruck sich auf den gleichen Wert wie im Kurbelgehäuse des Motors ungehindert abbauen kann.
Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.
Der Bajonettverschluss der erfindungsgemäßen Rumpfgruppe kann bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform eine Steganordnung am Gehäusedeckel und eine zugeordnete Nutanordnung in der Gehäuseöffnung aufweisen, wobei eine Anordnung von drei Stegen bevorzugt ist, die gleichmäßig am Umfang eines Stegringes des Gehäusedeckels angeordnet sein können, wobei üblicherweise ein Abstandsmaß von 120° vorgesehen ist.
Die Nutanordnung der Gehäuseöffnung kann hierfür drei durch Stege voneinander getrennte Teilringnuten aufweisen, die jeweils mit einer Einführausnehmung versehen sind, in die die Stege der Steganordnung eingeführt werden können und in einer Ausnehmung am Ende der Teilringnuten anliegen und einrasten.
Zur Fixierung ist es lediglich nötig, den Gehäusedeckel, nach Positionierung der Stege zu den Einführausnehmungen, axial um einen definierten Weg zu verschieben, so dass die Stege in den Teilringnuten in Umfangsrichtung um einen definierten Winkel in Drehrichtung des Laufzeugs gedreht werden können. In dieser Position angekommen, kann die axiale Verschiebekraft zurückgenommen werden und die Stege gelangen in einer axialen Ausnehmung am Ende der Teilringnuten zur Anlage, so dass ein Einrasten stattfindet und ein Zurückdrehen sicher vermieden wird.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Gehäusedeckel mit einer Haltenut für einen O-Ring versehen. Die Haltenut kann hierbei stirnseitig einseitig offen oder stirnseitig beidseitig geschlossen sein.
Bei einer einseitigen Öffnung der Nut des Gehäusedeckels ergibt sich bei der Fixierung desselben im Lagergehäuse eine axiale Pressung des O-Ringes, die zum einen eine axiale Kraftkomponente zur Erhöhung der axialen Verspannkraft ergibt und zum anderen die Dichtheit gewährleistet, wohingegen eine beidseitig geschlossene Nut für den O-Ring lediglich eine radiale Pressung für die Abdichtfunktion ergibt.
Ferner ist es bei einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform möglich, ein Federblech im Lagergehäuse zwischen dem Gehäusedeckel und dem Axiallager anzuordnen, welches das Axiallager axial fixiert.
Das Federblech kann bevorzugt als Tellerfeder ausgebildet sein.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Es zeigt
1 eine perspektivische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Lagergehäuse-Rumpfgruppe mit noch nicht montiertem Gehäusedeckel;
2 eine der 1 entsprechende Darstellung mit montiertem Gehäusedeckel;
3 eine perspektivische, teilweise geschnittene Darstellung der Lagergehäuse-Rumpfgruppe gemäß 1;
3A eine Darstellung des Details ”X” aus 3 in vergrößertem Massstab;
4 einen Längsschnitt durch die Lagergehäuse-Rumpfgruppe gemäß 3; und
5 eine der 4 entsprechende Darstellung einer zweiten Ausführungsform der Lagergehäuse-Rumpfgruppe.
In den 1 und 2 ist eine Lagergehäuse-Rumpfgruppe 1 eines Abgasturboladers dargestellt, wobei 1 einen Zustand vor der Montage eines Gehäusedeckels 8 und 2 den Zustand nach der Montage dieses Gehäusedeckels 8 verdeutlicht.
Die Rumpfgruppe 1 weist ein Gehäuse 2 für eine in den Figuren nicht näher dargestellte Lageranordnung einer Rotorwelle 3 auf.
Ferner umfasst die Rumpfgruppe 1 ein Turbinenrad 4 auf einem Ende 5 der Rotorwelle 3, während ein Verdichterrad 6 auf dem gegenüberliegenden Ende 7 der Rotorwelle 3 angeordnet ist.
Der Gehäusedeckel 8 ist verdichterseitig mittels einer Befestigungseinrichtung 9 in einer verdichterradseitigen Gehäuseöffnung 10 fixierbar.
Erfindungsgemäß ist die Befestigungseinrichtung 9 als Bajonettverschluss ausgebildet, der eine Steganordnung 11 am Gehäusedeckel 8 und eine Nutanordnung 12 in der Gehäuseöffnung 10 des Gehäuses 2 aufweist.
Von der Steganordnung ist in 4 ein Steg 11 sichtbar, es sind vorzugsweise jedoch drei derartige Stege vorgesehen, die gleichmäßig am Umfang eines Stegringes 21 des Gehäusedeckels 8 angeordnet sind. Der Stegring 21 ist hierbei im wesentlichen senkrecht zu einer Deckplatte 20 des Gehäusedeckels 8 angeordnet, und weist im montierten Zustand des Gehäusedeckels 8 in das Lagergehäuse 2, wie sich dies insbesondere aus der Darstellung der 4 und 5 ergibt.
Die Ringnutanordnung 12 weist eine der Zahl der Stege 11 entsprechende Anzahl von Einführausnehmungen auf, im Beispielsfalle also drei derartige Einführausnehmungen, von denen gemäß der in 3 gewählten Darstellung die Einführausnehmungen 13 und 14 sichtbar sind. Am Ende der Teilringnuten 24 ist jeweils eine Ausnehmung 25 mit der axialen Anlagefläche 26 für die Stege 11 angeordnet. Ein Zurückdrehen der Stege ohne das Aufbringen einer Axialkraft wird dabei durch die Einrastkante 27 der Ausnehmung 25 verhindert (siehe 3A).
Der Gehäusedeckel 8 kann ferner eine Haltenut 15 (siehe 4) bzw. eine Haltenut 16 (siehe 5) aufweisen, die zur Aufnahme eines O-Ringes 17 dient.
Die in 4 sichtbare Ausführungsform der Haltenut 15 ist stirnseitig einseitig offen, wie sich dies im Einzelnen aus der Darstellung der 4 ergibt.
Die Ausführung gemäß 5 zeigt demgegenüber eine Haltenut 16, die an beiden Stirnseiten durch Nutstege 22 und 23 geschlossen ist, so dass sich ein U-förmiges Querschnittsprofil der Nut 17 ergibt, was im Montagezustand des Gehäusedeckels 18 dazu führt, dass dieser lediglich radial gepresst wird und damit seine Abdichtfunktion erfüllt.
Ansonsten entspricht die Ausführungsform der 5 jedoch derjenigen der 4, so dass bezüglich aller übereinstimmender Merkmale und Funktionen auf deren Beschreibung verwiesen werden kann.
Dementsprechend ergibt sich aus der Darstellung der 4 und 5, dass beide Ausführungsformen ferner mit einem Federblech 18 versehen sind, das im Montagezustand des Gehäusedeckels 8 zwischen diesem und einem Axiallager 19 zu dessen Fixierung angeordnet ist. Dieses Federblech, das einen konischen Querschnitt aufweisen kann, kann vorzugsweise als Tellerfeder ausgebildet werden.
Neben der schriftlichen Offenbarung der Erfindung wird hiermit explizit auf deren zeichnerische Darstellung in den 1 bis 5 verwiesen.
Bezugszeichenliste

1: Lagergehäuse-Rumpfgruppe
2: Gehäuse
3: Rotorwelle
4: Turbinenrad
5: Erstes Ende der Rotorwelle 3
6: Verdichterrad
7: Zweites gegenüberliegendes Ende der Rotorwelle 3
8: Gehäusedeckel
9: Befestigungseinrichtung
10: Gehäuseöffnung
11: Steganordnung/Stege
12: Nutanordnung
13, 14: Einführausnehmungen
15, 16: Aufnahmenuten
17: O-Ring
18: Federblech
19: Axiallager
20: Deckplatte des Gehäusedeckels 8
21: Stegring
22, 23: Nutstege
24: Teilringnuten
25: Ausnehmungen an Teilringnutende
26: Anlagefläche für Steg
27: Einrastkante der Ausnehmung 24
M: Montagerichtung für den Gehäusedeckel 8
D: Verdrehrichtung des Gehäusedeckels 8 zu seiner Fixierung im Gehäuse 2

Claims

Lagergehäuse-Rumpfgruppe (1) eines Abgasturboladers – mit einem Gehäuse (2) für eine Lageranordnung einer Rotorwelle (3); – mit einem Turbinenrad (4) auf einem Ende (5) der Rotorwelle (3); – mit einem Verdichterrad (6) auf dem gegenüberliegenden Ende (7) der Rotorwelle (3); und – mit einem verdichterradseitigen Gehäusedeckel (8), der mittels einer Befestigungseinrichtung (9) in einer verdichterradseitigen Gehäuseöffnung (10) fixierbar ist, dadurch gekennzeichnet, – dass die Befestigungseinrichtung (9) als Bajonettverschluss ausgebildet ist.
Lagergehäuse-Rumpfgruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bajonettverschluss (9) eine Steganordnung (11) am Gehäusedeckel (8) und eine Nutanordnung (12) in der Gehäuseöffnung (10) aufweist.
Lagergehäuse-Rumpfgruppe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steganordnung (11) drei gleichmäßig am Umfang eines Stegringes (21) des Gehäusedeckels (8) angeordnete Stege aufweist, die in eine Ringnutanordnung (12) der Gehäuseöffnung (10) einführbar sind.
Lagergehäuse-Rumpfgruppe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringnutanordnung (12) eine der Anzahl der Stege (11) entsprechende Anzahl von Einführausnehmungen (13, 14) aufweist.
Lagergehäuse-Rumpfgruppe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringnutanordnung (12) am Ende der Teilringnuten (24) eine Ausnehmung (25) mit einer Anlagefläche (26) und einer Einrastkante (27) aufweist.
Lagergehäuse-Rumpfgruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusedeckel (8) eine Haltenut (15, 16) zur Aufnahme eines O-Ringes (17) aufweist.
Lagergehäuse-Rumpfgruppe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmenut (15) an einer ihrer beiden Stirnseiten offen ausgebildet ist.
Lagergehäuse-Rumpfgruppe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmenut (16) an beiden Stirnseiten geschlossen ausgebildet ist.
Lagergehäuse-Rumpfgruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Federblech (18) zur Fixierung eines Axiallagers (19) der Rotorwelle (3) zwischen dem Axiallager (19) und dem Gehäusedeckel (8) angeordnet ist.
Lagergehäuse-Rumpfgruppe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Federblech (18) als Tellerfeder ausgebildet ist.