DE4021325C1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lagerung für einen Abgasturbolader mit wälzgelagertem druckölgeschmierten Laufzeug gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Ein Ölfilmdämpfer reduziert die auf das Laufzeug eines Abgasturboladers einwirkenden Vibrationen und Erschütterungen. Der Ölfilmdämpfer ist jedoch nur bei anhaltender Speisung mit Drucköl wirksam. Denn bei einer Unterbrechung der Ölzufuhr wird die Ölfüllung des Ölfilmdämpfungsspaltes infolge der durch die Vibrationen entstehenden Pumpwirkung entleert und der Ölfilmdämpfer damit unwirksam.

Die Wälzlager von Abgasturboladern sind besonders empfindlich gegenüber Vibration, wenn das Laufzeug nicht rotiert und die Schmierölversorgung währenddessen ruht. Ein solcher Betriebszustand ergibt sich bespielsweise für einen Abgasturbolader einer Brennkraftmaschine, die zu einer Mehrmotorenanlage gehört und stillsteht, während von den übrigen in Betrieb befindlichen Brennkraftmaschinen Vibrationen und Stöße übertragen werden. Gleiches gilt für einen zu- und abschaltbaren Abgasturbolader im Abschaltzustand, dessen Schmierölversorgung ebenfalls abgeschaltet ist, während sich die zugeordnete Brennkraftmaschine in Betrieb befindet. Wegen des nicht funktionsfähigen Ölfilmdämpfers bildet sich dann zwischen den Wälzkörpern und der Laufbahn des Wälzlagers Kontaktkorrosion. Bei der Inbetriebnahme des Abgasturboladers kann es dadurch zu einem betriebsgefährdenden Schaden an den Wälzlagern kommen.

Andererseits besteht die Gefahr von Ölübertritt in die luft- oder gasführenden Räume bei einer während Laufzeugstillstand weiterbetriebenen Schmierölversorgung des Abgasturboladers, wenn nicht durch zusätzliche Maßnahmen und Einrichtungen die Wirksamkeit der Dichtungen auch bei Laufzeugstillstand gewährleistet ist. Bei Ölübertritt würden sich in den gasführenden Räumen Schmieröllachen bilden, die beim Wiederanlauf des abgeschaltet gewesenen Abgasturboladers unkontrollierbar mit den Gasströmen reagieren. Das in der Abgasanlage befindliche Lecköl würde durch Entzündung an dem heißen Abgas zu einem Ölbrand führen. Das in das Ladeluftsystem eingedrungene Lecköl würde durch den Ladeluftstrom mitgerissen und führte zu Überhitzung in den Zylindern. Beides wäre äußerst betriebsgefährdend.

Aus der EP 02 72 151 A2 ist ein gattungsgemäßer Abgasturbolader bekannt, dessen wälzgelagertes Laufzeug mittels einer steuerbaren Druckölversorgung über einen Hauptschmierölkanal geschmiert wird. Eine steuerbare Trennung der Druckölversorgung für die Ölfilmdämpfungsspalte und der Wälzlagerschmierung ist aus dieser Anordnung nicht erkennbar.

Aus der DE 36 04 635 A1 ist eine Wälzlageranordnung mit Quetschfilmdämpfer bekannt geworden, bei der jedoch Lagerschmierung und Quetschfilmdämpfer mit unterschiedlichen Flüssigkeiten versorgt werden und keine Steuerbarkeit der Flüssigkeitsströme erkennbar ist.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, bei einem im Stillstand Erschütterungen und Vibrationen ausgesetzten, wälzgelagerten Abgasturbolader die Druckölversorgung des Ölfilmdämpfungsspaltes bei nicht oder langsam rotierendem Laufzeug sicherzustellen und Ölübertritt in gasführende Räume zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Die weitere Ausgestaltung der Erfindung erfolgt mit den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 3.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Funktionsfähigkeit der Ölfilmdämpfung bei stillstehendem Laufzeug des Abgasturboladers erhalten bleibt, wenn die Druckölschmierung der Wälzlager ruht, daß eine Modifizierung der Dichtung zwischen öl- und gasführenden Räumen für ihre Wirksamkeit bei Laufzeugstillstand nicht erforderlich ist, daß die ausschließliche Ölversorgung des Ölfilmdämpfungsspaltes bei stillstehendem Laufzeug des Abgasturboladers nur eine geringe Ölmenge verbraucht, daß bei ruhender Druckölschmierung über die Schmierölbohrungen in den Lageraußenringen aus dem Ölfilmdämpfer austretendes Öl eine Tropfschmierung für die Wälzlager ergibt und daß die Gefahr für Ölübertritte in die ladeluft- bzw. abgasführenden Räume des Abgasturboladers aufgrund der geringen aus dem Ölfilmdämpfungsspalt austretenden Ölmenge nicht mehr besteht. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung beschrieben.

Ein nur teilweise dargestellter Abgasturbolader 11 besitzt eine Laufzeugwelle 12, die in Wälzlagern 13, 14 gelagert ist. Eine aus Pumpe 30, Druckregler 31 und Filter 32 bestehende Schmierölfördereinrichtung versorgt den Abgasturbolader 11 aus einem Schmierölreservoir 33 über Hauptschmierölkanal 35 mit Schmieröl. Die Schmierölfördereinrichtung kann als autonome Einheit ausgebildet oder das Schmierölsystem der dem Abgasturbolader 11 zugeordneten Brennkraftmaschine sein.

Eine in das Gehäuse 15 des Abgasturboladers 11 eingesetzte Lagerträgerhülse 16 dient zur Aufnahme der Wälzlager 13, 14, wobei je ein konzentrischer Zwischenraum zwischen dem Außenring jedes Wälzlagers 13, 14 und der Lagerträgerhülse 16 einen durch Dichtringe 19 axial abgedichteten Ölfilmdämpfungsspalt 17, 18 bildet. Die Ölfilmdämpfungsspalte 17, 18 werden über Ölkanäle 20, 21, 22 aus dem Hauptschmierölkanal 35 druckgespeist. Die Schmierölzufuhr zu den Wälzlagern 13, 14 erfolgt über Schmierölkanäle 23, 24, 25 und Schmierölbohrungen 26, 27 in den Außenringen der Wälzlager 13, 14, dabei werden die Ölfilmdämpfungsspalte 17, 18 von den Schmierölkanälen durchkreuzt. Zwischen den Außenringen der Wälzlager 13, 14 und der Lagerträgerhülse 16 sind nicht dargestellte Einrichtungen angeordnet, die den erforderlichen lagerichtigen Einbau der Außenringe erzwingen.

Zwischen Hauptschmierölkanal 35 und dem der Wälzlagerschmierung dienenden Schmierölkanal 23 ist eine steuerbare Absperreinrichtung 34 angeordnet, mit der die Schmierölversorgung der Wälzlager 13, 14 unterbrechbar ist.

Aus den Wälzlagern 13, 14 und den Ölfilmdämpfungsspalten 17, 18 ablaufendes Öl sammelt sich im Entlastungsraum 28 und fließt über Rücklaufleitung 29 zurück in das Schmierölreservoir 33. Bei stillstehendem Laufzeug des Abgasturboladers 11 ist Pumpe 30 in Betrieb und daher im Hauptschmierölkanal 35 Schmieröldruck vorhanden. Die Ölfilmdämpfungsspalte 17, 18 werden dann über die Ölkanäle 20, 21, 22 aus dem Hauptschmierölkanal 35 druckgespeist. Sie sind damit voll funktionsfähig. Gleichzeitig befindet sich das Absperrventil 34 in seiner Sperrstellung, so daß die Schmierölversorgung der Wälzlager 13, 14 ruht. Das bei diesem Betriebszustand aus den Ölfilmdämpfungsspalten 17, 18 über die Schmierölbohrungen 26, 27 austretende Öl bildet eine Tropfschmierung für die Wälzlager 13, 14. Die Anfangsschmierung der Wälzlager 13, 14 beim Wiederanlauf des Abgasturboladers 11 ist damit sichergestellt.

Ein die Inbetriebnahme des Abgasturboladers 11 kennzeichnendes Signal schaltet die Absperreinrichtung 34 in den Durchgangszustand und die Druckölschmierung der Wälzlager 13, 14 setzt ein. Das Inbetriebnahmesignal wird von einer Betriebsgröße des Abgasturboladers 11 oder der zugeordneten Brennkraftmaschine abgeleitet.

Claims (3)

1. Lagerung für einen Abgasturbolader einer Brennkraftmaschine mit wälzgelagertem, druckölgeschmiertem Laufzeug, wobei die in einem Lagerträger angeordneten Wälzlager aus einem Hauptschmierölkanal über eine vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine abhängige Steuervorrichtung mit Drucköl versorgt werden und konzentrisch zu den Wälzlagern ein Zwischenraum zum Lagerträger ausgebildet ist, der einen aus einer Abzweigung vom Hauptschmierölkanal versorgten, mit Drucköl gespeisten Ölfilmdämpfungsspalt darstellt, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung stromab der Abzweigung in dem zur Druckölschmierung der Wälzlager dienenden Schmierölkanal (23) eine Absperreinrichtung (34) aufweist, und der von der Abzweigung zum Ölfilmdämpfungsspaltes (17) führende Ölkanal (22, 20, 21) unabhängig von der Stellung der Absperreinrichtung (34) mit Drucköl beaufschlagbar ist.

2. Abgasturbolader mit wälzgelagertem Laufzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß je ein Ölfilmdämpfungsspalt (17, 18) zwischen einer Lagerträgerhülse (16) und jedem Außenring der Wälzlager (13, 14) angeordnet ist.

3. Abgasturbolader mit wälzgelagertem Laufzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Absperreinrichtung (34) durch ein die Inbetriebnahme des Abgasturboladers (11) kennzeichnendes Signal steuerbar ist.