DE3101162C2 - Exhaust gas turbocharger - Google Patents

Exhaust gas turbocharger

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DE3101162C2 DE19813101162 DE3101162A DE3101162C2 DE 3101162 C2 DE3101162 C2 DE 3101162C2 DE 19813101162 DE19813101162 DE 19813101162 DE 3101162 A DE3101162 A DE 3101162A DE 3101162 C2 DE3101162 C2 DE 3101162C2
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Georg Ing.(grad.) 7759 Immenstaad Ruetz
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
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Abstract

Die radial ungeteilten Lager (13, 14) eines Abgasturboladers sind zwischen den beiden, aus je einer Abgasturbine (11) und einem Ladeluftgebläse (12) bestehenden Laufrädern angeordnet. Beide Laufräder sind als Vollscheibe ausgebildet, so daß die sonst an einer Nabenbohrung bei hoher Drehzahl auftretende große Werkstoffbeanspruchung vermieden wird. Für die Wellenverbindung ist an jedem Laufrad auf der nach der Montage einander zugekehrten Seite ein Wellenstummel angeordnet, der beim Ladeluftgebläse (12) als Gewindebolzen (15) und bei der Abgasturbine (11) als Lagertragrohr (16) mit einem zum Gewindebolzen (15) passenden Mutterngewinde (18) ausgebildet ist.The radially undivided bearings (13, 14) of an exhaust gas turbocharger are arranged between the two impellers, each consisting of an exhaust gas turbine (11) and a charge air blower (12). Both impellers are designed as solid disks, so that the high material stress that otherwise occurs on a hub bore at high speed is avoided. For the shaft connection, a shaft stub is arranged on each impeller on the side facing each other after assembly, which in the charge air blower (12) as a threaded bolt (15) and in the exhaust gas turbine (11) as a bearing support tube (16) with a threaded bolt (15) that fits Nut thread (18) is formed.

Description

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 patent claims 1 and aims to increase the performance of exhaust gas turbochargers.

Bei bekannten Abgasturboladern mit Anordnung der Lager zwischen den LaufräJern ist die Laufradwelle mit dem einen als Vollscheibe ausgebildeten Laufrad verbunden. Der Abgasturbolader gemäß DE-AS 33 208 weist z.B. ein als Vollscheibe ausgebildetes Turbinenrad auf, das mittels eines Wellenstummels mit der Laufradwelle verbunden ist. 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 befestigtIn known exhaust gas turbochargers with an arrangement of the bearings between the LaufräJern the impeller shaft is with connected to the one designed as a solid disk impeller. The exhaust gas turbocharger according to DE-AS 33 208 has, for example, a turbine wheel in the form of a solid disk, which is connected by means of a shaft stub the impeller shaft is connected. The second impeller, which has a continuous centering hole in the impeller hub has, after assembly of the bearing is the last part on the free end of the impeller shaft attached and fastened

Mit dieser erprobten Bauweise ergibt sich eine kurze Baulänge und unter Beachtung der zulässigen Werkstoffbeanspruchungen eine hohe Betriebssicherheit eines deratigen 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.With this tried and tested design, the overall length is short and the permissible material stresses are taken into account high operational reliability of such an exhaust gas turbocharger. Relevant for the achievable limit speed is the material stress on the centering hole in the impeller hub of the second impeller. Compared to a solid disk, the material stress is on the bore of the impeller hub almost twice as large at the same speed.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Abgasturbolader zu schaffen, bei dem die radial ungeteilten Lager zwischen den Laufrädern angeordnet sind und die drehzahlbegrenzende Werkstoffbeanspruchung bei beiden Lauf rädern etwa gleich istIt is therefore the object of the invention to create an exhaust gas turbocharger in which the radially undivided bearings are arranged between the impellers and the speed-limiting material stress in both Wheels is about the same

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

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 gegebenem 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 istThe advantages achieved by the invention are in particular that the previous principle of axial assembly can be maintained with constant visual inspection that the exploitation of the known Advantages of full disc impellers with this proven bearing design for exhaust gas turbochargers are possible is that z. B. for a given material results in an increase in the limit speed, or that for a desired higher limit speed the transition to a material of higher strength and thus higher Price is avoidable

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachstehend näher beschrieben. Es zeigtTwo embodiments of the invention are shown in the drawing and will be described in more detail below described. It shows

F i g. 1 Längsschnitt durch einen Abgasturbolader,F i g. 1 longitudinal section through an exhaust gas turbocharger,

F i g. 2 Ausschnitt mit einer Variante der Wellenverbindung. F i g. 2 Section 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 ist auf den nach der Montage einander zugekehrten Seiten ein Wellenstummel angeordnet. Bei dem Laufrad für das Ladeluftgebläse 12 ist der Wellenstummel als Gewindebolzen 15 ausgebildet, der mit dem Laufrad an seinem Flanschende 19 durch Schweißen, vorzugsweise durch Reibschweißen verbunden ist. Der WeHenstummel 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 one impeller each for an exhaust gas turbine 11 and a charge air blower 12, the radially undivided bearings 13, 14 are arranged between the two impellers. On each of the two as Impellers formed from solid disks are a stub shaft on the sides facing each other after assembly arranged. In the case of the impeller for the charge air blower 12, the stub shaft is a threaded bolt 15 formed, the with the impeller at its flange end 19 by welding, preferably by Friction welding is connected. The shaft stub on the impeller for the exhaust gas turbine 11 is a bearing support tube 16 and has a threaded bolt 15 that fits in a central blind hole 17 Nut thread 18. The bearing support tube 16 is through with its flange end 20 on an annular surface Friction welding connected to the impeller for the exhaust gas turbine 11.

Mit dem Zusamenbau des Abgasturboladers wird ausgehend vom Laufrad für die Abgasturbine 11 begonnen. Nachdem alle zwischen den Laufrädern angeordneten Teile montiert sind, wird das Laufrad für das Ladeluftgebläse 12 über den Gewindebolzen 15 und das Mutterngewinde 18 im Lagertragrohr 16 mit dem 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.With the assembly of the exhaust gas turbocharger, starting from the impeller for the exhaust gas turbine 11 began. After all parts arranged between the impellers have been installed, the impeller is for the charge air blower 12 via the threaded bolt 15 and the nut thread 18 in the bearing support tube 16 with the Impeller for the exhaust gas turbine 11 screwed. For torque transmission between exhaust gas turbine 11 and charge air blower 12, the threaded connection is braced so that on the abutting end faces of bearing support tube 16, intermediate ring 21 and impeller for the charge air blower 12 is sufficient Frictional engagement occurs.

In F i g. 2 ist eine Variante für die WellenverbindungIn Fig. 2 is a variant for the shaft connection

31 Ol 16231 Ol 162

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 Abgastrubine angeordnet und das als loses Teil ausgebildete Lagertr.jgrohr 26 auf dem Wellenstummel 27 zentriert Gegenüber der Ausführung nach F i g. 1 ist der Gewindebolzen 25 etwas länger ausgebildet Die Montage des Abgasturboladers erfolgt in der gleichen wie vorstehend beschriebenen Weise.between the impeller for the exhaust gas turbine 11 and the The impeller for the charge air blower 12 is shown. The nut thread 28 is in a short stub shaft 27 of the impeller of the exhaust gas turbine and the bearing support tube 26, which is designed as a loose part the shaft stub 27 centered in relation to the embodiment according to FIG. 1 is the threaded bolt 25 slightly longer. The exhaust gas turbocharger is assembled in the same way as described above Way.

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 bildetAnother variant, not shown in the drawing, for the shaft connection between the The impeller for the exhaust gas turbine 11 and the impeller for the charge air blower 12 is that of the bolt formed stub shaft with the blind hole in the other stub shaft a conical or cylindrical Forms interference fit

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (10)

31 Ol Patentansprüche:31 Ol patent claims: 1. Abgasturbolader mit je einem Laufrad für eine Abgasturbine und ein Ladeluftgebläse, deren radial ungeteilte Lagerung zwischen den beiden Laufrädem angeordnet ist, wobei ein Laufrad als mit einem WeHenstummel versehene Vollscheibe ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß auch das andere Laufrad als Vollscheibe mit WeHenstummel ausgebildet ist und daß der Wellenstummel bei dem einen Laufrad als Bolzen und bei dem anderen Laufrad mit einem Sackloch zur axialen Festlegung des Bolzens ausgebildet ist1. Exhaust gas turbocharger, each with an impeller for an exhaust gas turbine and a charge air fan, whose radial undivided storage is arranged between the two impellers, with an impeller than with one WeHenstummel provided full disc is formed, characterized in that the other impeller is designed as a solid disc with stub shaft and that the stub shaft in the one impeller as a bolt and the other impeller with a blind hole for axial fixing of the bolt is formed 2. Abgasturbolader nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der eine WeHenstummel als Gewindebolzen (15) und das Sackloch im anderen WeHenstummel als dazu passendes Mutterngewinde (18) ausgebildet ist2. Exhaust gas turbocharger according to claim i, characterized in that the one WeHenstummel as Threaded bolt (15) and the blind hole in the other WeHenstummel as a matching nut thread (18) is formed 3. Abgasturbolader nach .Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der als Bolzen ausgebildete WeHenstummel und das Sackloch im anderen WeHenstummel einen Preßverband bilden.3. Exhaust gas turbocharger according to .Anspruch 1, characterized in that the formed as a bolt WeHenstummel and the blind hole in the other WeHenstummel form an interference fit. 4. Abgasturbolader nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens der als Bolzen ausgebildete WeHenstummel durch Schwei-Ben mit dem Laufrad verbunden ist.4. exhaust gas turbocharger according to claim 2 and 3, characterized in that at least the as Bolt-shaped weHenstummel is connected to the impeller by welding. 5. Abgasturbolader nach Anspruchs dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzen mit einem Flanschende (19) durch Reibschweißen mit dem Laufrad verbunden ist.5. Exhaust gas turbocharger according to claim, characterized in that the bolt with a flange end (19) is connected to the impeller by friction welding. 6. Abgasturbolader nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Sackloch ausgestattete WeHenstummel mit einem Flanschende (20) auf einer Ringfläche mit dem Laufrad durch Reibschweißen verbunden ist6. exhaust gas turbocharger according to claim 2 and 3, characterized in that the one with the blind hole WeHenstummel equipped with a flange end (20) on an annular surface with the impeller Friction welding is connected 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 is designed as a bearing support tube (16) on the outer diameter. 8. Abgasturbolader nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der WeHenstummel für das Sackloch und das Laufrad einstückig aus gleichem Werkstoff bestehen.8. exhaust gas turbocharger according to claim 1, characterized in that the WeHenstummel for the The blind hole and the impeller are made in one piece from 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 after. Claim 8, characterized in that the bearing support tube (26) is a is a loose part centered on the stub shaft (27) of the impeller. 10. Abgasturbolader nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sackloch am Laufrad der Abgasturbine (11) angeordnet ist.10. The exhaust gas turbocharger according to claim 1, characterized in that the blind hole on the impeller Exhaust turbine (11) is arranged.
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