DE4444082A1 - Abgasturbolader für Brennkraftmaschinen - Google Patents

Abgasturbolader für Brennkraftmaschinen

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DE4444082A1
DE4444082A1 DE19944444082 DE4444082A DE4444082A1 DE 4444082 A1 DE4444082 A1 DE 4444082A1 DE 19944444082 DE19944444082 DE 19944444082 DE 4444082 A DE4444082 A DE 4444082A DE 4444082 A1 DE4444082 A1 DE 4444082A1
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DE
Germany
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compressor wheel
exhaust gas
rear wall
gas turbocharger
shaft
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Withdrawn
Application number
DE19944444082
Other languages
English (en)
Inventor
Horst Berthold
Anton Meier
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ABB Management AG
Original Assignee
ABB Management AG
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • F01D5/025—Fixing blade carrying members on shafts
    • 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
    • F01D5/04—Blade-carrying members, e.g. rotors for radial-flow machines or engines
    • F01D5/043—Blade-carrying members, e.g. rotors for radial-flow machines or engines of the axial inlet- radial outlet, or vice versa, type
    • F01D5/048—Form or construction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00—Application
    • F05D2220/40—Application in turbochargers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft einen Abgasturbolader für Brennkraft­ maschinen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Stand der Technik
Aus der DE-A1 28 55 666 ist ein Abgasturbolader bekannt, des­ sen Verdichterrad zur Befestigung auf der Turboladerwelle ei­ ne durchgehende, zentrale Bohrung aufweist. Bei der Montage des Abgasturboladers wird das Verdichterrad auf einen am Ende der Turboladerwelle befindlichen Wellenzapfen aufgesteckt bzw. aufgepreßt und mit einer Mutter axial verspannt.
Eine solche Lösung ist jedoch nachteilig, weil die durchge­ hende Bohrung das Verdichterrad schwächt. Zudem befindet sich die größte Spannungskonzentration am Verdichterrad beim Be­ trieb des Abgasturboladers genau im Bereich der Bohrung. Da­ durch wird die Standzeit des Verdichterrades und damit auch die des Abgasturboladers wesentlich verringert. Zwar kann dieser Nachteil durch den Einsatz von höherwertigem Material zumindest teilweise ausgeglichen werden, jedoch steigen damit gleichzeitig die Herstellungskosten des Abgasturboladers.
Darstellung der Erfindung
Die Erfindung versucht, all diese Nachteile zu vermeiden. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, einen Abgasturbolader für Brenn­ kraftmaschinen zu schaffen, dessen Standzeit trotz geringerer Fertigungskosten wesentlich erhöht ist.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß bei einer Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, im zen­ tralen Bereich der Rückwand des Verdichterrades eine rota­ tionssymmetrische Rückwandverlängerung angeordnet ist. Die zentrale Bohrung des Verdichterrades ist als Sackbohrung aus­ gebildet und in der Rückwandverlängerung angeordnet. Sie reicht bis maximal zur Rückwand des Verdichterrades. Auf dem Wellenzapfen der Turboladerwelle ist ein Befestigungsgewinde ausgebildet, welches in montiertem Zustand des Abgasturbola­ ders mit einem in der Sackbohrung ausgebildeten Innengewinde korrespondiert.
Damit wird eine Befestigung des Verdichterrades auf der Tur­ boladerwelle ohne durch das Verdichterrad hindurchgehende Bohrung realisiert. Seine größte Spannungskonzentration liegt außerhalb der Sackbohrung, weil diese ausschließlich innerhalb der Rückwandverlängerung ausgebildet ist. Deshalb wird das Verdichterrad im Bereich der größten Spannungskon­ zentration nicht geschwächt und kann daher aus einem Material mit niedrigeren mechanischen Werten gefertigt werden.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn auf dem Wellenzapfen, so­ wohl vor als auch hinter dem Befestigungsgewinde, jeweils eine Führung ausgebildet ist, welche in montiertem Zustand des Abgasturboladers mit jeweils einem in der zentralen Boh­ rung des Verdichterrades entsprechend ausgeformten Sitz kor­ respondiert.
Aufgrund dieser beiden Führungssitze wird der erforderliche Rundlauf des Verdichterrades gewährleistet. Zudem liegen da­ mit sowohl das Innengewinde als auch die Führungen außerhalb des kritischen Bereiches.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand eines Abgasturboladers mit Verdichterrad dargestellt. Die einzige Figur zeigt einen Teillängsschnitt durch den Abgasturbolader.
Es sind nur die für das Verständnis der Erfindung wesentli­ chen Elemente gezeigt. Nicht dargestellt ist von der Anlage beispielsweise die Turbine mit dem Turbinenrotor.
Weg zur Ausführung der Erfindung
Das Verdichterrad 1 des Abgasturboladers 2 ist auf einem Wel­ lenzapfen 3 am Ende der Turboladerwelle 4 befestigt. Dazu ist im zentralen Bereich 5 der Rückwand 6 des Verdichterrades 1 eine zapfenförmige Rückwandverlängerung 7 angeordnet. Die zentrale Bohrung 8 des Verdichterrades 1 ist als Sackbohrung in der Rückwandverlängerung 7 ausgebildet. Sie reicht bis zur Rückwand 6 und ist mit einem Innengewinde 9 versehen. Auf dem Wellenzapfen 3 ist ein Befestigungsgewinde 10 angeordnet, welches in montiertem Zustand des Abgasturboladers 2 mit dem Innengewinde 9 des Verdichterrades 1 korrespondiert. Sowohl vor als auch hinter dem Befestigungsgewinde 10 ist jeweils eine Führung 11, 12 auf dem Wellenzapfen 3 ausgebildet. In der Sackbohrung 8 sind zwei mit den Führungen 11, 12 in mon­ tiertem Zustand des Abgasturboladers 2 korrespondierende und entsprechend ausgeformte Sitze 13, 14 angeordnet.
Bei der Montage des Abgasturboladers 2 wird das Verdichterrad 1 auf den Wellenzapfen 3 aufgeschraubt. Das kann entweder mittels eines Schraubenschlüssels über ein angearbeitetes Sechskant 15 oder durch radiales Klemmen und Drehen am Auß­ endurchmesser des Verdichterrades 1 erfolgen.
Bezugszeichenliste
1 Verdichterrad
2 Abgasturbolader
3 Wellenzapfen
4 Turboladerwelle
5 zentralen Bereich
6 Rückwand
7 Rückwandverlängerung
8 zentrale Bohrung, Sackbohrung
9 Innengewinde
10 Befestigungsgewinde
11 Führung
12 Führung
13 Sitz
14 Sitz
15 Sechskant

Claims (2)

1. Abgasturbolader für Brennkraftmaschinen, im wesentlichen bestehend aus einer Turbine mit einem Turbinenrotor und einem Verdichter mit einem Verdichterrad (1), welches in einer zentralen Bohrung (8) auf einem am Ende der Turbo­ laderwelle (4) befindlichen Wellenzapfen (3) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß
  • a) im zentralen Bereich (5) der Rückwand (6) des Ver­ dichterrades (1) eine rotationssymmetrische Rück­ wandverlängerung (7) ausgebildet ist,
  • b) die zentrale Bohrung (8) des Verdichterrades (1) als in der Rückwandverlängerung (7) angeordnete Sackbohrung ausgebildet ist, welche bis maximal zur Rückwand (6) des Verdichterrades (1) reicht,
  • c) auf dem Wellenzapfen (3) der Turboladerwelle (4) ein Befestigungsgewinde (10) angeordnet ist, wel­ ches in montiertem Zustand des Abgasturboladers (2) mit einem in der Sackbohrung (8) ausgebildeten Innengewinde (9) korrespondiert.
2. Abgasturbolader nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Wellenzapfen (3), sowohl vor als auch hin­ ter dem Befestigungsgewinde (10), jeweils eine Führung (11, 12) ausgebildet ist, welche in montiertem Zustand des Abgasturboladers (2) mit jeweils einem in der Sackbohrung (8) des Verdichterrades (1) entsprechend ausgeformten Sitz (13, 14) korrespondiert.
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