DE19756097A1 - Abgasturbolader mit einer insbesondere senkrecht angeordneten Welle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Abgasturbolader gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Abgasturbolader werden im allgemeinen mit waagerecht an­ geordneter Welle betrieben. Ein solcher ist mit DE 24 37 530 beschrieben. Bei diesem Abgasturbolader ist die Dich­ tung des Wellendurchtritts vom Lagergehäuse zum Turbinen­ gehäuse durch zwei kolbenringähnliche Spreizringe gebil­ det, die in einer gemeinsamen Nut der Welle liegen und durch ihre Eigenspannung mit dem äußeren Umfang an der Laibung der Durchtrittsöffnung anliegen. Bei einer waage­ rechten und oder annähernd waagerechten Anordnung der Welle kann eine solche Dichtung alle Anforderungen erfül­ len. Bei einer senkrechten oder nahezu senkrechten Anord­ nung der Welle, wobei sich die Turbine des Abgasturbola­ ders am unteren Teil der Welle befindet, wie dies bei ei­ nem Einsatz an Kraftfahrzeugmotoren wegen des begrenzt verfügbaren Bauraumes erforderlich sein kann, gelangt das aus dem Lagerbereich der Welle abfließende Öl in den Be­ reich des unteren Wellendurchtritts. Bei stillstehender Maschine kann die von den kolbenringähnlichen Spreizrin­ gen gebildete Dichtung das aufliegende Öl nicht dämmen, da am Stoß der Spreizringe funktionsbedingt jeweils ein Spalt vorgesehen werden muß. Zumindest wenn die Spalte der benachbarten Spreizringe deckungsgleich übereinander­ liegen, gelangt das Öl nach Abstellen des Motors in den noch heißen Turbinenbereich und verbrennt dort.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Abgasturbolader der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem auch bei senkrecht stehender Welle ein Durchtritt von Öl durch den unteren Wellendurchtritt nach Abstellen der Maschine si­ cher verhindert ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den kennzeichnen­ den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unter­ ansprüche.

Die konzentrisch um die Dichtmittel im unteren Wellen­ durchtritt angeordnete Standhülse bildet einen Damm, der das anstehende Öl, welches sich bei stehender Maschine im Bereich des unteren Wellendurchtritts durch Ablaufen aus dem Lagerbereich sammelt, von den Dichtungen fernhält. Die über die Standhülse reichende glockenartige Hülse sichert, daß auch der an der Welle abgleitende Ölfilm außerhalb der Standhülse verbleibt. Das sich ansammelnde Öl kann aus dem Lagergehäuse ablaufen, ohne daß es die Wellendichtung selbst erreichen kann. Ein Öldurchtritt in die Turbine wird damit in jedem Falle verhindert.

Wenn die glockenartige Hülse als Teil einer auf der Welle aufsitzenden Hülle ausgebildet ist, auf der die Wellenla­ ger direkt laufen, dann kann auch zwischen der glockenar­ tigen Hülse und der Welle kein Öl in den Innenbereich der Standhülse gelangen. Die Hülle kann zusätzlich als Teil der Wellenlager, z. B. als Gleitwerkstoff, ausgebildet sein.

Die Befestigung der Standhülse am Lagergehäuse kann in verschiedener Art ausgebildet sein. Von besonderem bauli­ chen Vorteil ist es, wenn die innere Laibung der Stand­ hülse als Anlauffläche für die Dichtringe der unteren Wellendichtung dient, wobei die Standhülse selbst mit ei­ ner feststehenden Dichtung in eine den unteren Wellen­ durchtritt bildende Bohrung eingesetzt ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend an­ hand einer Zeichnung näher beschrieben. Die Zeichnung zeigt einen Schnitt durch einen Abgasturbolader im Be­ reich seines Laufzeuges.

Eine Welle 1, die in Funktionslage senkrecht angeordnet ist, trägt an ihrem oberen Ende ein Verdichterlaufrad 2 und an ihrem unteren Ende ein Turbinenlaufrad 3. Die Welle 1 ist an einer von einem Lagergehäuse 4 abgestütz­ ten Wellenlagerung 5 drehbar und axial fest gelagert. Die Wellenlagerung 5 wird durch einen Ölzufluß 6 und durch die Bohrungen 7 mit Schmier- und Kühlöl versorgt, welches nach seiner Schmier- und Kühlfunktion aus dem Wellenbe­ reich 5 in einen Ölsammelraum 8 gelangt, aus dem es seit­ lich in ein Ölreservoir abfließen kann. Axial zu der Welle 1 schließt sich an das Lagergehäuse 4 nach oben ein Verdichtergehäuse 9 und nach unten ein Turbinengehäuse 10 an. Das Verdichtergehäuse 9 und das Turbinengehäuse 10 sind mit dem Lagergehäuse 4 fest verbunden. Zwischen dem Verdichtergehäuse 9 und dem Lagergehäuse 4 befindet sich eine Trennwand 11, weiche einen Wellendurchtritt 12 mit an sich bekannten Dichtmitteln zum Verhindern von Öl- und Gasdurchtritt aufweist. Zwischen dem Lagergehäuse 4 und dem Turbinengehäuse 10 befindet sich eine Trennwand 13, welche einen Wellendurchtritt 14 aufweist. Am unteren Wellendurchtritt 14 ist an der Trennwand 13 eine Stand­ hülse 15 öldicht befestigt. Die Standhülse 15 bildet ei­ nen in den Ölsammelraum 8 hineinreichenden konzentrisch um die Welle 1 verlaufenden Kragen, der die Welle 1 nicht berührt. Auf der Welle 1 ist eine glockenartige Hülse 16 befestigt, die sich außen über einen Teil der Standhülse 15 hinweg erstreckt. Die Hülse 16 bildet mit einer die Welle 1 partiell umschließenden Hülle 17 ein gemeinsames Bauteil. Auf der Hülle 17 laufen die Lagerelemente der Wellenlagerung 5.

Die Welle 1 ist am Wellendurchtritt 14 zum Turbinengehäu­ se 10 mit Dichtmitteln 18 versehen, die einen Gas- oder Öldurchtritt während des Betriebes des Abgasturboladers verhindern. Die Dichtmittel 18 liegen direkt an der inne­ ren Laibung der Standhülse 15 an.

Während des Betriebes des Abgasturboladers verhindern die an sich bekannten Dichtmittel an den Wellendurchtritten 12, 14 den Durchtritt von Öl und Gas in ausreichendem Um­ fang. Nach dem Abstellen des Abgasturboladers fließt aus dem Bereich der Wellenlagerung 5 sowie aus den Bohrungen 7 eine erhebliche Menge Öl in Richtung zum unteren Wel­ lendurchtritt 14. Dieses Öl wird von der Hülse 16 über die obere Kante der Standhülse 15 in den Ölsammelraum 5 geleitet. Die Standhülse 15 hält das im Ölsammelraum 8 zusammenfließende Öl von den Dichtmitteln 18 fern. Ein Eindringen von Öl in das Turbinengehäuse 10 ist so nicht möglich. Das angesammelte Öl kann aus dem Ölsammel­ raum 8 in einen Ölbehälter, z. B. die Ölwanne eines Mo­ tors, ablaufen.

Claims (3)

1. Abgasturbolader mit einer insbesondere senkrecht an­ geordneten Welle, einem auf dem unteren Wellenende befindlichen Turbinenrad und einem auf dem oberen Wellenende befindlichen Verdichterrad, mit einer zwischen dem Turbinenrad und dem Verdichterrad be­ findlichen Wellenlagerung, die sich an einem Lager­ gehäuse abstützt, einer im Lagergehäuse verlaufenden Öllzuführleitung zur Wellenlagerung und einem Ölab­ flußkanal, einem das Turbinenlaufrad umschließenden Turbinengehäuse und einem das Verdichterlaufrad um­ schließenden Verdichtergehäuse, wobei das Lagerge­ häuse, das Turbinengehäuse und das Verdichtergehäuse miteinander verbunden sind und mit Dichtmitteln am Durchtritt der Welle aus dem Lagergehäuse in das Turbinengehäuse und in das Verdichtergehäuse, da­ durch gekennzeichnet, daß die am unteren Wellen­ durchtritt (14) angeordneten Dichtmittel (18) von einer konzentrisch und mit Abstand zur Welle (1) verlaufenden und mit dem Lagergehäuse (4) fest ver­ bundenen Standhülse (15) umgeben sind, über die sich konzentrisch und mit geringem radialen Abstand eine von der Welle (1) ausgehende glockenartige Hülse (16) erstreckt.

2. Abgasturbolader nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die glockenartige Hülse (16) Teil ei­ ner auf der Welle (1) aufsitzenden Hülle (17) ist, auf welcher die Lagerelemente der Wellenlagerung (5) laufen.

3. Abgasturbolader nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Standhülse (15) im Lagergehäu­ se (4) in einer konzentrisch zur Welle (1) angeord­ neten Aufnahmebohrung gehalten und mit Dichtmitteln gegenüber dem Lagergehäuse (4) abgedichtet ist und als Anlauffläche für die am unteren Wellendurchtritt (14) vorgesehenen Dichtmittel (18) der Welle (1) dient.