DE3101162A1 - "EXHAUST TURBOCHARGER" - Google Patents

"EXHAUST TURBOCHARGER"

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DE3101162A1 DE19813101162 DE3101162A DE3101162A1 DE 3101162 A1 DE3101162 A1 DE 3101162A1 DE 19813101162 DE19813101162 DE 19813101162 DE 3101162 A DE3101162 A DE 3101162A DE 3101162 A1 DE3101162 A1 DE 3101162A1
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors
    • F01D5/026—Shaft to shaft connections
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D1/00—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements
    • F16D1/06—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end

Description

MTU MOTOREN- UND TURBINEN-UNION FRIEDRICHSHAFEN GMBHMTU ENGINE AND TURBINE UNION FRIEDRICHSHAFEN GMBH

FriedrichshafenFriedrichshafen AbgasturboladerExhaust gas turbocharger

Die Erfindung bezieht sich auf einen Abgasturbolader gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1, und bezweckt eine Steigerung der Leistungsfähigkeit von Abgasturboladern.The invention relates to an exhaust gas turbocharger according to the preamble of claim 1, and aims at a Increasing the performance of exhaust gas turbochargers.

Bei bekannten Abgasturboladern, mit Anordnung der Lager zwischen den Laufrädern, ist die Laufradwelle mit dem einen als Vollscheibe ausgebildeten Laufrad verbunden. Das zweite Laufrad, das eine durchgehende Zentrierbohrung in der Laufradnabe aufweist, wird nach der Montage der Lagerung als letztes Teil auf das freie Ende der Laufradwelle aufgesteckt und befestigt.In known exhaust gas turbochargers, with an arrangement of the bearings between the impellers, the impeller shaft is with the one as Solid disk formed impeller connected. The second impeller, which has a continuous centering hole in the impeller hub has, is attached and fastened as the last part on the free end of the impeller shaft after assembly of the bearing.

Mit dieser erprobten Bauweise ergibt sich eine kurze Baulänge und unter Beachtung der zulässigen Verkstoffbeanspruchungen eine hohe Betriebssicherheit eines derartigen Abgasturboladers. Maßgebend für die erreichbare Grenzdrehzahl ist die Werkstoffbeanspruchung an der Zentrierbohrung in der Laufradnabe des zweiten Laufrades. Gegenüber einer Vollscheibe ist die Werkstoffbeanspruchung an der Bohrung der Laufradnabe bei gleicher Drehzahl fast doppelt so groß.This tried and tested construction results in a short overall length and under consideration of the permissible chemical stresses high operational reliability of such an exhaust gas turbocharger. The material stress on the centering hole in the impeller hub of the is decisive for the attainable limit speed second impeller. Compared to a solid disc, the material stress on the bore of the impeller hub is the same Speed almost twice as high.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung einen Abgasturbolader zu schaffen, bei dem die radial ungeteilten Lager zwischen den Laufrädern angeordnet und beide Laufräder ohne Nabenbohrung ausgebildet sind.It is therefore the object of the invention to create an exhaust gas turbocharger in which the radially undivided bearings between the Arranged impellers and both impellers without a hub bore are trained.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das kennzeichnende Merkmal von Patentanspruch 1 gelöst und durch die Merkmale der Ansprüche 2 bis 10 weiter ausgestaltet.This object is achieved according to the invention by the characterizing The feature of claim 1 is solved and further developed by the features of claims 2 to 10.

1^.01.81 8 0 8 21 ^ .01.81 8 0 8 2

gri-msgri-ms

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß das bisherige Prinzip der axialen Montage unter ständiger Sichtkontrolle beibehalten werden kann, daß die Ausnutzung der bekannten Vorteile von Vollscheiben-Laufrädern bei dieser bewährten Lagerausbildung für Abgasturbolader möglich ist, daß sich z.B. bei gegebenen Werkstoff eine Erhöhung der Grenzdrehzahl ergibt, oder daß für eine angestrebte höhere Grenzdrehzahl der Übergang auf einen Werkstoff höherer Festigkeit und damit höherem Preis vermeidbar ist.The advantages achieved by the invention are in particular that the previous principle of axial assembly under Constant visual inspection can be maintained that the use of the known advantages of solid disc impellers With this proven bearing design for exhaust gas turbochargers, it is possible, for example, for a given material to increase the limit speed results, or that for a desired higher limit speed the transition to a material of higher strength and thus higher price is avoidable.

Zwei Ausführungebeispiele der Erfindung sind in der Zeichnu ig dargestellt und werden nachstehend näher beschrieben. Es zeigenTwo embodiments of the invention are shown in the drawing and are described in more detail below. Show it

Figur 1 Längsschnitt durch einen Abgasturbolader Figur 2 Ausschnitt mit einer Variante der WellenverbindungFigure 1 longitudinal section through an exhaust gas turbocharger Figure 2 detail with a variant of the shaft connection

Ein Abgasturbolader besitzt je ein Laufrad für eine Abgasturbine 11 und ein Ladeluftgebläse 12, wobei die radial ungeteilten Lager 13, 14 zwischen den beiden Laufrädern angeordnet sind. An jedem der beiden als Vollscheiben ausgebildeten Laufräder 1st auf den nach der Montage einander zugekehrten Seiten ein Wellenstununel angeordnet. Bei dem Laufrad für das Ladeluftgebläse 12 ist der Wellenstummel als Gewindebolzen ausgebildet, der mit dem Laufrad an seinem Flanschende 19 durch Schweißen, vorzugsweise durch Reibschweißen verbunden ist. Der Wellenstununel am Laufrad für die Abgasturbine 11 ist als Lagertragrohr 16 ausgebildet und besitzt in einer zentralen Sacklochbohrung 17 ein zum Gewindebolzen 15 passendes Mutterngewinde 18. Das Lagertragrohr 16 ist mit seinem Flanschende 20 auf einer Ringfläche durch Reibschweißen mit dem Laufrad für die Abgasturbine 11 verbunden.An exhaust gas turbocharger has an impeller for an exhaust gas turbine 11 and a charge air blower 12, the radially undivided Bearings 13, 14 arranged between the two running wheels are. On each of the two running wheels, which are designed as solid disks, the one facing each other after assembly is located Sides a wave tunnel arranged. With the impeller for the Charge air blower 12 is the stub shaft as a threaded bolt formed, which is connected to the impeller at its flange end 19 by welding, preferably by friction welding is. The shaft tunnel on the impeller for the exhaust gas turbine 11 is designed as a bearing support tube 16 and has a central blind hole 17 a fitting to the threaded bolt 15 Nut thread 18. The bearing support tube 16 is with its flange end 20 on an annular surface by friction welding connected to the impeller for the exhaust gas turbine 11.

Mit dem Zusammenbau des Abgasturboladers wird ausgehend vom Laufrad für die Abgasturbine 11 begonnen. Nachdem alle zwi-With the assembly of the exhaust gas turbocharger, starting from Impeller for the exhaust gas turbine 11 started. After all between

U, 01 .81 8 0 2 2U, 01 .81 8 0 2 2

gri-msgri-ms

sehen den Laufrädern angeordneten Teile montiert sind, wird das Laufrad für das Ladeluftgebläse 12 über den Gewindebolzen 13 und das Mutterngewinde 18 ie Lagertragrohr 16 mit den Laufrad für die Abgasturbine 11 verschraubt. Zur Drehmomentübertragung zwischen Abgasturbine 11 und Ladeluftgebläse 12 wird die Gewindeverbindung so verspannt, daß an den aneinander anliegenden Stirnflächen von Lagertragrohr 16, Zwischenring 21 und Laufrad für das Ladeluftgebläse 12 ausreichender Reibschluß entsteht.see the impellers arranged parts are assembled the impeller for the charge air blower 12 via the threaded bolt 13 and the nut thread 18 ie the bearing support tube 16 are screwed to the impeller for the exhaust gas turbine 11. To transmit torque between exhaust gas turbine 11 and charge air blower 12 the threaded connection is tensioned so that on the abutting end faces of the bearing support tube 16, intermediate ring 21 and impeller for the charge air blower 12 sufficient frictional engagement is created.

In Figur 2 ist eine Variante für die Wellenverbindung zwischen dem Laufrad für die Abgasturbine 11 und dem Laufrad für das Ladeluftgebläse 12 dargestellt. Das Mutterngewinde 28 ist dabei in einem kurzen Wellenstummel 27 des Laufrades der Abgasturbine angeordnet und das als loses Teil ausgebildete Lagertragrohr 26 auf dem Wellenstummel 27 zentriert. Gegenüber der Ausführung nach Figur 1 ist der Gewindebolzen 25 etwas langer ausgebildet. Die Montage des Abgasturboladers erfolgt in der gleichen wie vorstehend beschriebenen Weise.In Figure 2 is a variant for the shaft connection between the impeller for the exhaust gas turbine 11 and the impeller for the Charge air blower 12 is shown. The nut thread 28 is arranged in a short stub shaft 27 of the impeller of the exhaust gas turbine and is designed as a loose part Bearing support tube 26 centered on the stub shaft 27. Compared to the embodiment according to FIG. 1, the threaded bolt is 25 trained a little longer. The exhaust gas turbocharger is assembled in the same way as described above.

Eine in der Zeichnung nicht dargestellte weitere Variante für die Wellenverbindung zwischen dem Laufrad für die Abgasturbine 11 und dem Laufrad für das Ladeluftgebläse 12 besteht darin, daß der als Bolzen ausgebildete Wellenstummel mit dem Sackloch im anderen Wellenstummel einen kegeligen oder zylindrischen Preßverband bildet.There is another variant, not shown in the drawing, for the shaft connection between the impeller for the exhaust gas turbine 11 and the impeller for the charge air blower 12 in that the shaft stub, designed as a bolt, forms a conical or cylindrical interference fit with the blind hole in the other shaft stub.

14.01.81 8 0 8 201/14/81 8 0 8 2

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Claims (1)

MTU MOTOREN- UND TURBINEN-UNION FRIEDRICHSHAFEN GMBHMTU ENGINE AND TURBINE UNION FRIEDRICHSHAFEN GMBH FriedrichshafenFriedrichshafen PatentansprücheClaims Abgasturbolader ait je einem Laufrad für eine Abgasturbine und ein Ladeluftgebläse, deren radial ungeteilte Lagerung zwischen den beiden Laufrädern angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß beide Laufräder Vollscheiben sind, daß an jedem Laufrad ein Wellenstummel angeordnet ist, der bei dem einen Laufrad als Bolzen und bei dem anderen Laufrad mit einem Sackloch zur axialen Festlegung des Bolzens ausgebildet ist.Exhaust gas turbocharger each has an impeller for an exhaust gas turbine and a charge air blower, whose radially undivided Storage is arranged between the two running wheels, characterized in that both impellers are solid disks, that a stub shaft is arranged on each impeller is, which is designed as a bolt in the one impeller and in the other impeller with a blind hole for axially fixing the bolt. 2. Abgasturbolader nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Wellenstummel als Gewindebolzen (15) und das Sackloch im anderen Wellenstummel als dazu passendes Mutterngewinde (18) ausgebildt ist.2. Exhaust gas turbocharger according to claim 1, characterized in that the one shaft stub as a threaded bolt (15) and the blind hole in the other stub shaft is designed as a matching nut thread (18). 3. Abgasturbolader nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,3. exhaust gas turbocharger according to claim 1, characterized in that derthe daß als Bolzen ausgebildete Wellenstummel und das Sackloch im anderen Wellenstummel einen Preßverband bilden.that formed as a bolt shaft stub and the blind hole in the other shaft stub form an interference fit. k. Abgasturbolader nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens der als Bolzen ausgebildete Wellenstummel durch Schweißen mit dem Laufrad verbunden ist. k. Exhaust gas turbocharger according to Claims 2 and 3, characterized in that at least the shaft stub constructed as a bolt is connected to the impeller by welding. 5. Abgasturbolader nach Anspruch kt dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzen mit einem Flanschende (19) durch Reibschweißen mit dem Laufrad verbunden ist.5. Exhaust gas turbocharger according to claim k t, characterized in that the bolt with a flange end (19) is connected to the impeller by friction welding. gri-msgri-ms 14.01.81 8 0 8 201/14/81 8 0 8 2 6. Abgasturbolader nach Anspruch 2 und 3» dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Sackloch ausgestattete Wellenstummel mit einem Flanschende (20) auf einer Ringfläche mit dem Laufrad durch Reibschweißen verbunden ist.6. exhaust gas turbocharger according to claim 2 and 3 »characterized in that the stub shaft equipped with the blind hole is connected with a flange end (20) on an annular surface with the impeller by friction welding. 7. Abgasturbolader nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Wellenstummel mit dem Sackloch am Außendurchmesser als Lagertragrohr (16) ausgebildet ist.7. Exhaust gas turbocharger according to claim 6, characterized in that the stub shaft with the blind hole on the outer diameter is designed as a bearing support tube (16). 8. Abgasturbolader nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wellenstummel für das Sackloch und das Laufrad8. exhaust gas turbocharger according to claim 1, characterized in that that the stub shaft for the blind hole and the impeller einstückig aus gleichem Werkstoff bestehen.consist in one piece of the same material. 9. Abgasturbolader nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagertragrohr (26) ein loses, am Wellenstummel (27) des Laufrades zentriertes Teil ist.9. exhaust gas turbocharger according to claim 8, characterized in that the bearing support tube (26) is a loose, on the shaft stub (27) of the impeller is the centered part. 10. Abgasturbolader nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sackloch am Laufrad der Abgasturbine (ll) angeordnet ist.10. The exhaust gas turbocharger according to claim 1, characterized in that the blind hole is arranged on the impeller of the exhaust gas turbine (ll) is. gri-msgri-ms 14.01.81 8 0 8 201/14/81 8 0 8 2
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