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Technisches
Gebiet
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Die
Erfindung betrifft gasdynamische Maschinen wie z. B. Turbolader,
Verdichter, Turbinen und dergleichen, und im Spezielleren ein/e
Lager- und Dichtelement
oder -anordnung für
und in Kombination mit eine/r gasdynamische/n Maschine.
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Hintergrund
der Erfindung
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Es
ist im Stand der Technik in Bezug auf gasdynamische Maschinen wie
z. B. Turboladern, Verdichtern, Turbinen und dergleichen bekannt,
einen Rotor vorzusehen, der in einem Gehäuse auf einem oder mehreren
mit Öl
geschmierten Lager/n gelagert ist. Eine axiale Dichtung kann benachbart
des Lagers vorgesehen sein, um ein Austreten von Öl aus dem Lager
in einen Verdichter oder eine Turbine der Maschine einzudämmen. Eine
axiale Ausrichtung der Dichtung mit dem Lager ist allgemein notwendig,
um einen korrekten Dichtungsbetrieb bereitzustellen. Um dies zu
bewerkstelligen, können
konzentrische Führungen
oder Bohrungen in dem Maschinengehäuse vorgesehen sein, wobei
ein Lager in einer von den Bohrungen befestigt ist, und ein Dichtelement
in der anderen befestigt ist. Im Ergebnis müssen enge Maschinentoleranzen
sowohl in den Lager- und Dichtkomponenten als auch den Leitbohrungen
des Gehäuses
eingehalten werden, um die gewünschte Konzentrizität zu erhalten.
Auch kann ein Einbau und Ausbau der Komponenten kompliziert sein
und kann Spezialwerkzeug zur Wartung der Maschine erfordern. Ein
verbesserter Lager- und
Dichtungszusammenbau war erwünscht,
um den Betrieb, den Fertigungseinbau und die Wartung von Rotorlagern
und -dichtungen für
gasdynamische Maschinen zu verbessern.
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Die
US-A-5 063 904 offenbart einen mechanisch betriebenen Lader in Übereinstimmung
mit dem Oberbegriff des unabhängigen
Anspruchs.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine/n verbesserte/n
Betrieb, Fertigung und Wartung von gasdynamischen Maschinen bereitzustellen.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst.
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Die
vorliegende Erfindung sieht ein/e neue/s Lager/Dichtelement oder
-anordnung und eine modifizierte Befestigung in einer gasdynamischen
Maschine vor, das/die die oben erwähnten Ziele in einem Motorturbolader
und anderen ähnlichen
Maschinen erreicht.
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In
einer ersten Ausführungsform
sind die Lager- und Dichtabschnitte der Anordnung als separate Körper ausgebildet,
die mit Kopplungsausrichtabschnitten versehen sind, welche eine
axiale Ausrichtung der Lager- und Dichtflächen beibehalten, wenn die
Komponenten als eine Anordnung aneinander befestigt werden. Die
Anordnung ist durch eine einzige Leitbohrung des Gehäuses, in
dem der Lagerabschnitt befestigt ist, radial positioniert. Die Konzentrizität der Lager-
und Dichtabschnitte wird somit nur durch die Ausrichtabschnitte
der Lager- und Dichtkörper
selbst bestimmt und ist nicht von den Toleranzen doppelter Gehäuseleitbohrungen
abhängig. Auch
ist die axiale Positionierung der Anordnung durch einen einzigen
Flansch bestimmt, der in diesem Fall als Teil des Dichtkörpers ausgebildet
ist. Vorzugsweise ist ein Schubflansch oder eine Schublagerfläche einteilig
an dem Lagerkörper
ausgebildet, der mit der Lagerfläche
an einem Ende, das dem Dichtkörper
gegenüberliegt,
axial ausgerichtet ist. Falls gewünscht, könnte der Schubflansch separat an
dem Lagerkörper
befestigt sein.
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Im
Gebrauch werden die Lager- und Dichtkörper zusammengebaut, wobei
ihre Lager- und Dichtflächen
in Ausrichtung sind, und vor dem Einbau in das Turboladergehäuse durch
Befestigungselemente aneinander befestigt. Die Anordnung wird dann
in das Gehäuse
eingebaut, wobei eine Leitfläche
des Lagerabschnitts in der Gehäuseleitbohrung gelagert
ist. Der radiale Flansch des Dichtabschnitts wird dann an einer
radialen Befestigungsseite des Gehäuses beispielsweise durch Schraubenverbinder befestigt,
um die Anordnung in Position zu halten. Die Lager/Dichtanordnung
wird einfach eingebaut und kann ohne Spezialwerkzeug einfach entfernt
werden.
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In
einer alternativen Ausführungsform
sind die Lager- und Dichtabschnitte einteilig in einem einzigen
Körper
ausgebildet. Der Körper
umfasst einen einzigen radialen Befestigungsflansch, der eine umlaufende äußere Leitfläche an dem
Flansch zum Eingriff mit einer Leitbohrung eines Turboladergehäuses trägt, um den
Körper
in dem Gehäuse
radial zu positionieren. Der Befestigungsflansch ist auch mit dem Gehäuse in Eingriff
bringbar, um den Körper
in dem Gehäuse
axial zu positionieren und zu befestigen. Vorzugsweise ist ein Schubflansch
mit einer Schublagerfläche
separat ausgebildet und an dem Lager/Dichtkörper an dem Ende benachbart
des Lagerabschnitts befestigt. Falls gewünscht, könnte die Schublagerfläche einteilig
mit dem Lager/Dichtkörper ausgebildet
sein. Der Lagerabschnitt des Körpers umfasst
eine innere Lagerfläche,
in der vorzugsweise eine schwebende Lagerbuchse mit Gasdämpfung aufgenommen
ist. Alternativ könnte
ein fixierter Lagereinsatz oder ein direkt ausgebildetes Lagermaterial
von der inneren Lagerfläche
getragen sein.
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Diese
und weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden
Beschreibung bestimmter spezifischer Ausführungsformen der Erfindung
in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen besser verständlich.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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In
den Zeichnungen ist:
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1 eine
Querschnittsansicht eines Motorturboladers, der eine mit einer einzigen
Führung
befestigte Lager/Dichtanordnung gemäß der Erfindung aufweist;
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2 eine
vergrößerte Darstellung
des Lager/Dichtungsbefestigungsabschnitts von 1;
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3 eine
bildliche Explosionsdarstellung der Lager/Dichtanordnung der 1 und 2;
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4 eine
bildliche Darstellung der zusammengebauten Lager/Dichtanordnung;
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5 eine
fragmentarische Querschnittsansicht eines modifizierten Turboladers,
der ein integriertes Lager/Dichtelement mit einem befestigten Schublager
gemäß der Erfindung
aufweist;
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6 eine
bildliche Explosionsdarstellung des Lager/Dichtelements von 5.
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Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsform
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Unter
nunmehriger Bezugnahme auf die Zeichnungen im Detail bezeichnet
die Ziffer 10 allgemein einen abgasbetriebenen Turbolader
für einen Motor
wie z. B. einen Dieselmotor, der zur Verwendung in Eisenbahnlokomotiven
oder anderen Anwendungen von Dieselmotoren mittlerer Drehzahl vorgesehen
ist. Der Turbolader 10 umfasst einen Rotor 12, der
in einem Gehäuse 13 durch
ein Rotorlager 14 für eine
Drehung an einer Längsachse 16 getragen
ist, und ein Turbinenrad 18 und ein Verdichterrad 20 umfasst.
Das Verdichterrad ist in einer Verdichtergehäuse-Anordnung 22 enthalten, die
Komponenten enthält,
welche an einer axial gewandten ersten Seite 24 des Rotorlagers 14 gelagert
sind. Ein Abgaskanal 26 weist ein Verdichterende 28 auf,
das an einer zweiten Seite 30 des Rotorlagers 14,
die von der ersten Seite 24 axial beabstandet ist, befestigt
ist.
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Der
Abgaskanal 26 ist physikalisch zwischen dem Rotorlager 14 und
dem Turbinenrad 18 angeordnet, um Abgase aufzunehmen, die
durch das Turbinenrad strömen,
und sie zu einem Abgasauslass 32 zu transportieren. Ein
Turbinenende 34 des Abgaskanals 26 und eine zugehörige Düsenhalteanordnung 35 sind
separat von einem Abgaskanalträger 36 getragen,
der mit dem Abgaskanal 26 an dem Turbinenende 34 verbunden
ist. Der Abgaskanalträger 36 trägt auch
ein Turbineneinlass-Spiralgehäuse 38, das
Abgas von dem zugehörigen
Motor aufnimmt und es durch einen Düsenring 40 zu dem
Turbinenrad 18 leitet, um Energie zum Antreiben des Turboladerverdichterrades 20 zu übertragen.
Das Rotorlager 14, die Verdichtergehäuseanordnung 22, der
Abgaskanal 26, die Düsenhalteanordnung 35 und
der Abgaskanalträger 26 sind
alle als Abschnitte des Gehäuses 13 des
Turboladers 10 enthalten, der ein Beispiel einer gasdynamischen
Maschine gemäß der Erfindung
darstellt.
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Das
Rotorlager 14 umfasst ein Paar seitlich beabstandeter Befestigungsfüße 42,
die mit einem nach oben stehenden Befestigungsabschnitt 44 des Rotorlagers 14 starr
verbunden sind und derart eingerichtet sind, dass sie an einer starren
Basis, nicht gezeigt, befestigt werden. Das Rotorlager 14 umfasst ferner
einen sich verjüngenden
Rotorlagerabschnitt 46, der Lager 48, 50 aufweist,
die den Rotor 12 drehbar lagern. Das Lager 48 ist
eine kombiniertes Zapfen- und Schublager, während das Lager 50 hauptsächlich ein
Zapfenlager ist.
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Der
Rotor 12 umfasst eine Welle 52, die mit dem Turbinenrad 18 an
einem Ende und einem Verdichterrad 20 an dem gegenüberliegenden
Ende verbunden ist. Die Welle 52 umfasst ein Paar axial
beabstandete Lagerzapfen 54, 56, benachbart des
Verdichter- bzw. Turbinenradendes der Welle. Ein Flansch innenseitig
von dem Zapfen 54 trägt
eine radiale Schubreaktionsfläche 58.
Ein zweiter Flansch benachbart des Zapfens 56 trägt eine
radiale Fläche 60.
Die Zapfen 54, 56 sind in den Lagern 48 bzw. 50 gelagert.
Die radiale Fläche 58 trägt Schubkräfte zu dem
Zapfen-/Schublager 58 und die radiale Fläche 60 begrenzt
die axiale Bewegung des Rotors.
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Ein
Verbindungsmittel eines beliebigen geeigneten Typs kann vorgesehen
sein, um die Verdichter- und Turbinenräder an ihren entsprechenden Enden
der Welle 52 auszurichten. Das Verdichterrad 20 aus
Aluminiumlegierung umfasst einen axial ausgerichteten zylindrischen
Falz 62, an dem ein Adapter 64 mit einer äußeren Dichtfläche 65 befestigt
ist. Für
das Verdichterrad 18 umfasst das Verbindungsmittel ein
Paar nicht sperrender Konusse zwischen dem Adapter 64 und
der Welle 52. Für
das Turbinenrad 18 umfasst das Verbindungsmittel nicht
sperrende Konusse zwischen dem Turbinenrad und der Welle 52.
Ein Dichtkranz 66, der an dem Turbinenrad benachbart der
Konusse befestigt ist, umfasst eine äußere Dichtfläche 68.
Die Rotorelemente sind durch ein Befestigungsmittel mit einer Mutter 70 und
einer langen Stiftschraube 72 oder einem Bolzen, die/der sich
durch das Verdichterrad 20 und die Welle 52 erstreckt,
um mit dem Turbinenrad 18 in Eingriff zu gelangen, aneinander
befestigt. Die Stiftschraube und die Mutter halten die nicht sperrenden
Konusse in Eingriff, um die Verdichter- und Turbinenräder in axialer
Ausrichtung an der Welle 52 zu halten. Geeignete mechanische
Anschläge
können
zwischen den Wellen- und Radelementen des Rotors vorgesehen sein,
um eine Winkelorientierung bereitzustellen, und eine Neuanordnung
der Elemente in einer vorbestimmten Winkelbeziehung zuzulassen.
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Die äußere Dichtfläche 65 des
Adapters 64 ist ein äußerer Zylinder,
der zwischen dem Verdichterrad 20 und dem Lagerzapfen 54,
der von einem mit Öl
geschmierten Lager 48 gelagert ist (1), angeordnet
ist. Der äußere Zylinder 65 ist
von einer/m inneren Dichtfläche
oder Zylinder 74 umgeben, die/der durch eine Bohrung in
einer Verdichterdichtung 76 mit einem radialen Befestigungsflansch 78, der
an einer radialen Befestigungsfläche 80 des
Gehäuses 13 an
dem Verdichterende des Lagerabschnitts 46 befestigt ist,
gebildet ist. In ähnlicher
Weise ist die äußere Dichtfläche 68 des
Dichtkranzes 66 ein äußerer Zylinder,
der zwischen dem Turbinenrad 18 und dem Lagerzapfen 56,
der von einem mit Öl geschmierten
Lager 50 gelagert ist, angeordnet ist. Der äußere Zylinder 68 ist
von einer/m inneren Dichtfläche
oder Zylinder 92 umgeben, die/der durch eine Bohrung in
einer Turbinendichtung 84, die an dem Verdichterende des
Lagerabschnitts 46 an dem Rotorlager 14 befestigt
ist, gebildet ist. Die äußeren Zylinder 65, 68 sind
innerhalb der inneren Zylinder 74, 82 mit einer
vorbestimmten engen Toleranz zentriert, die derart gewählt ist,
dass die Dichtwirkung von Zweiphasen-Dichtungen, die teilweise durch
die gegenüberliegenden
Zylinder 65, 68 und 74, 82 definiert sind,
erhöht
wird.
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Die äußeren Zylinder 65, 68 sind
jeweils mit einer Schraubendichtungseinkerbung versehen, die aus
einem Schraubengewinde mit mehreren Anfängen besteht, das in die äußeren Zylinder 65, 68 geschnitten
ist. Die Gewindegänge
liegen glatten Bohrabschnitten an den inneren Enden der zugehörigen inneren
Zylinder 74, 82 gegenüber. Die Gewindegänge besitzen
Steigungswinkel, die sich in entgegengesetzten Richtungen drehen,
die derart gewählt
sind, dass eine Drehung des Rotors eine viskose Pumpwirkung der
Gewindegänge
gegen die glatten Bohrungen bewirkt, die Öl, das in den Zwischenraum
eintritt, zurück
zu den zugehörigen
Lagern zwingt.
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Die
inneren Zylinder 74, 82 sind jeweils mit einer
Labyrinthdichtungseinkerbung versehen, die aus beabstandeten umlaufenden
Stegen und Nuten besteht, die in die äußeren Enden der inneren Zylinder 74, 82 geschnitten
sind. Die Labyrinthdichtungseinkerbung liegt glattflächigen Abschnitten
der zugehörigen äußeren Zylinder 65, 68 gegenüber. Eine mittlere
Nut nimmt Luftdruck durch die Durchgänge in der Verdichterdichtung 76 und
der Turbinendichtung 84 auf. Der Luftdruck wird von einer
Ringnut 86 in dem Turbolader-Rotorlager-Befestigungsabschnitt 44 (1)
hinter der Hinterseite des Verdichterrads neben seinem äußeren Umfang
aufgenommen. Der Luftdruck wird durch die inneren Durchgänge transportiert
und über
den Zwischenraum von den glattflächigen
Abschnitten der äußeren Zylinder 65, 68 verteilt
und strömt
teilweise durch den Zwischenraum in Richtung der benachbarten Lager 48, 50 zurück, wodurch
der Durchgang von Öl
durch den Zwischenraum in Richtung der Verdichter- und Turbinenräder weiter
verhindert wird. Die komplementären
Schraubendichtungen und Labyrinthdichtungen in den zusammenwirkenden
Zylindern stellen nicht-scheuernde Dichtanordnungen bereit, wie
in dem beschriebenen Turbolader verwendet. Es könnten jedoch auch andere geeignete
Formen von axialen Dichtungen, nicht-scheuernd oder nicht, innerhalb
des Umfangs der vorliegenden Erfindung angewendet werden.
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In Übereinstimmung
mit der Erfindung sind das Lager 48 und die Verdichterdichtung 76 durch geeignete
Befestigungselemente in Form von sechs Schrauben 92 in
einer Lager/Dichtanordnung 90 miteinander verbunden. Das
Lager 48 umfasst einen Körper 94 mit einer
inneren Lagerfläche 96,
die den Lagerzapfen 54 der Rotorwelle 52 umgibt
und radial stützt.
Ein radialer Befestigungsflansch 98 ist vorgesehen, der
eine äußere Befestigungsfläche mit
ersten und zweiten kreisförmigen
oder allgemein zylindrischen Leitabschnitten 100, 102,
die durch eine Ölverteilungsnut 104 zum
Liefern von Öl
an die Lagerfläche 96 getrennt
sind, aufweist. Ein Schubflansch erstreckt sich von einem Ende des
Lagerkörpers 94 weg
und umfasst eine Schublagerfläche 106,
die mit der Reaktionsfläche 58 der
Rotorwelle 52 in Eingriff bringbar ist. An seinem anderen
Ende umfasst der Körper 94 einen
Dichtungsausrichtabschnitt 108 mit einem radialen Ende
und inneren zylindrischen Flächen,
nicht gezeigt.
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Die
Verdichterdichtung 76 umfasst einen Dichtungskörper 110,
der den zuvor beschriebenen inneren Dichtungszylinder 74 trägt, der
mit dem radialen Flansch 78 verbunden ist. Ein innerer
Abschnitt des Flansches 78 umfasst eine radiale Seite 112 mit einem
einwärts
benachbarten zylindrischen Führungsabschnitt 114.
Diese bilden zusammen einen Kopplungsausrichtabschnitt der Dichtung,
der mit dem Dichtungsausrichtabschnitt 108 des Lagerkörpers 94 in
Eingriff steht, um eine enge axiale Ausrichtung des inneren Dichtungszylinders 74 mit
der inneren Lagerfläche 96 des
Lagerkörpers 94 sicherzustellen.
Ein äußerer Abschnitt
des Flansches 78 umfasst eine radiale Fläche 116,
die mit der Befestigungsseite 80 des Rotorlagerabschnitts 46 des
Turboladergehäuses 13 in
Eingriff steht.
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Im
Gebrauch werden das Lager 48 und die Dichtung 76 separat
auf enge Toleranzen gefertigt. Diese Elemente werden dann zusammengebaut,
wobei der Dichtungsausrichtabschnitt 108 des Lagers 48 mit
den Kopp lungsausrichtabschnitten 112, 114 der
Dichtung 76 in Eingriff steht. Schrauben 92 werden
von der Innenseite des Lagers 48 durch Löcher in
dem Flansch 98 eingeführt,
um mit Gewindebohrungen in der radialen Seite 112 der Dichtung 76 in Eingriff
zu treten und die Komponenten in der Lager/Dichtanordnung 90 der
Erfindung aneinander zu befestigen. Die Elemente 48, 76 der
Lager/Dichtanordnung 90 werden somit befestigt, wobei die
innere Lagerfläche 96 und
der innere Zylinder 74 der Dichtung in enger axialer Ausrichtung
sind.
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Die
Anordnung 90 wird dann von dem Verdichterende in das Gehäuse 13 eingebaut.
Die allgemein zylindrischen Leitabschnitte 100, 102 des
Flansches 98 werden in einer knapp sitzenden, allgemein zylindrischen
Bohrung 118 in dem Rotorlagerabschnitt 46 des
Gehäuses 13 aufgenommen.
Der radiale Flansch 78 des Dichtungskörpers sitzt nicht eng radial
innerhalb des Gehäuses 13.
Stattdessen ist der Dichtungskörper 110 auf
die Befestigung des Lagerkörpers 94 des
Lagers 48 für
eine radiale Stütze und
Ausrichtung angewiesen. Der Durchmesser der Bohrung 118 kann
an ihren gegenüberliegenden
Enden etwas schwanken, um den Einbau zu unterstützen und für eine enge Kopplung mit den
Leitabschnitten 100, 102, von denen der innere
Leitabschnitt 100 im Durchmesser etwas kleiner ist. Der
enge Sitz des Befestigungsflansches 98 in der Bohrung 118 stellt die
axiale Ausrichtung der Lager/Dichtanordnung 90 mit der
Achse des Rotors 12 und dem Gehäuse 13 sicher.
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Die
Lager/Dichtanordnung 90 wird axial in dem Gehäuse 13 durch
Schrauben 120 befestigt, die von der Außenseite durch Löcher in
dem Dichtungsflansch 78 eingebaut werden, um mit Gewindebohrungen
in dem Rotorlagerabschnitt 46 des Gehäuses in Eingriff zu treten.
Der Flansch 78 wird somit gegen die Befestigungsseite 80 fixiert,
um sowohl das Lager 48 als auch die Dichtung 76 in
dem Gehäuse 13 axial zu
positionieren.
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Unter
Bezugnahme auf 5 ist der Verdichterlager-Befestigungsabschnitt
eines abgewandelten Motorturboladers 130 gezeigt, der Merkmale ähnlich jenen
des Turboladers 10 aufweist, und wobei gleiche Bezugsziffern
für gleiche
Teile verwendet werden. Der Turbolader 130 unterscheidet
sich hauptsächlich
im Aufbau eines Verdichterlager/-dichtelements 132, das
einen Teil der vorliegenden Erfindung bildet, und der Antriebsanordnung
für den
Rotor 134, die keinen Teil der vorliegenden Erfindung bildet.
Der Rotor umfasst das Verdichterrad 136 und das Turbinenrad,
nicht gezeigt, die durch eine Welle 140 verbunden sind,
wobei alle ähnlich
den Komponenten des Rotors 12 sind. Anstelle einer Konusgetriebeverbindung
umfasst der Rotor 134 koppelnde Zahnkupplungen 142, 144 an
der Welle 140 und an einem Adapter 146, der an
einem Stumpf des Verdichterrads 136 getragen ist. Ähnliche
Kupplungen werden zwischen der Welle 140 und dem Turbinenrad,
nicht gezeigt, verwendet. Der Adapter 146 stellt auch eine äußere Dichtfläche 148 bereit,
die einen äußeren Zylinder
mit einer glatten Fläche
an dem Verdichterende und einer Schraubendichtungseinkerbung an
dem Wellenende ähnlich
dem entsprechenden Zylinder 65 von 2 bildet.
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In Übereinstimmung
mit der Erfindung umfasst das Lager/Dichtelement 132 des
Verdichters einen einteiligen Körper 150 mit
einem Lagerabschnitt 152 an einem Ende und einem Dichtabschnitt 154 an dem
anderen Ende. Der Lagerabschnitt 152 umfasst eine innere
Lagerfläche 156,
die durch innere Öldurchgänge versorgt
wird. Eine schwebende Lagerbuchse 158, die einen Gasdämpfer enthält, ist
in der inneren Lagerfläche
aufgenommen, um den zugehörigen
Wellenlagerzapfen 54 zu stützen. Es könnten jedoch auch andere Lageranordnungen
wie z. B. Gleitlager oder integrierte Lagermaterialien mit der inneren
Lagerfläche
in geeigneten Turboladeranwendungen verwendet werden.
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Der
Dichtabschnitt 154 umfasst einen inneren Dichtungszylinder 160 (5)
mit einer Labyrinthdichtungseinkerbung an dem Verdichterradende und
einer glatten zylindrischen Fläche
an dem Wellenende wie in der zuvor beschriebenen Ausführungsform.
Es sollte einzusehen sein, dass andere Arten von Dichtflächen alternativ
in verschiedenen Ausführungsformen
innerhalb des Umfangs der Erfindung vorgesehen sein könnten.
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Ein
einzelner radialer Befestigungsflansch 162 erstreckt sich
von dem einteiligen Körper 150 nach
außen
und umfasst eine radiale Befestigungsseite 162 und eine
zylindrische äußere Leitfläche 166.
Die Leitfläche 166 ist
mit einer inneren Leitanordnungsfläche des Turboladergehäuses in
Eingriff bringbar, um das Lager/Dichtelement in dem Gehäuse radial
zu positionieren und zu stützen.
Die radiale Befestigungsseite 164 des Flansches 162 ist
mit der radialen Befestigungsseite 80 des Turboladergehäuses 13 in
Eingriff bringbar, um das Lager/Dichtelement 132 und den
gelagerten Rotor 134 axial in dem Gehäuse anzuordnen. Der Flansch 162 ist
mit Schrauben 120 an dem Gehäuse befestigt, um das Element 132 zu
stützen
und anzuordnen, wie in der zuvor beschriebenen Ausführungsform.
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Das
Lager/Dichtelement 132 der Erfindung umfasst optional auch
ein Schublager in Form eines kreisringförmigen Ringes oder Flansches 168 mit
einer Schublagerfläche 170.
Der Flansch 168 ist durch Stifte 172 mit dem Wellenende
des Lagerabschnitts 152 des Elements 132 ausgerichtet.
Zusammengebaut ist der Schubflansch 168 mit der inneren
Lagerfläche 156 des
Lagerabschnitts und dem inneren Zylinder 160 des Dichtabschnitts
axial ausgerichtet. Falls gewünscht,
könnte
der Schubflansch 168 als ein integrierter Teil des Lager/Dichtkörpers 150 hergestellt
sein.
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Der
bevorzugte separate Flansch 168 reduziert jedoch die Komplexizität der Fertigung.
Im Gegensatz dazu vereinfacht die Integration der Lager- und Dichtabschnitte
des Lager/Dichtelements 132 in einen einzigen Körper 150 die
Fertigung und den Zusammenbau dieser Abschnitte.
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Wenn
es in einem Turbolader eingebaut ist, arbeitet das Lager/Dichtelement 132 mit
dem zugehörigen
Schubflansch 168 auf dieselbe Weise wie die zuerst beschriebene
Lager/Dichtanordnung 90, ausgenommen die Funktion der Gasdämpflagerbuchse 158.
Diese Buchse stützt
den Wellenlagerzapfen 54, während der Schubflansch Schubbelastungen
von der Schubreaktionsfläche 58 aufnimmt.
Der innere Dichtungszylinder 160 wirkt auch mit der äußeren Dichtfläche 148 des
Adapters 164 zusammen, um einen Ölaustritt von dem Lagerabschnitt 152 des
Körpers 150 zu
beherrschen.
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Es
sollte einzusehen sein, dass die Erfindung in ihren breiteren Aspekten
nicht auf die bestimmte Form einer axialen Positionierung des Lagers
oder die spezifische Art der Ausrichtung oder Befestigung der Komponenten
der Lage/Dichtanordnung beschränkt
ist. Auch kann die Anordnung der einzelnen Leitfläche an dem
radialen Befestigungsflansch oder an einer separaten Fläche des/der
Lager/Dichtelements oder -anordnung der Anwendung entsprechend variiert
werden. Die Arten von verwendeten Stützlagern und Schmiermitteldichtungen
können
ebenfalls variiert werden, obwohl die Erfindung speziell für die beschriebenen
Ausführungsformen geeignet
ist.
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Die
Verwendung einer vormontierten Lager/Dichtanordnung oder eines einteiligen
Lager/Dichtelements wie beschrieben stellt eine genaue Ausrichtung
der Lager- und Dichtelemente in einem Rotorgehäuse mit einer Reduktion von
Fertigungstoleranzen zwischen der Anordnung und dem umgebenden Maschinengehäuse bereit.
Somit können
durch die Anwendung der Erfindung in einer geeigneten Vorrichtung
die Qualität
verbessert und Herstellungskosten reduziert werden.
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Während die
Erfindung unter Bezugnahme auf bestimmte bevorzugte Ausführungsformen
beschrieben wurde, sollte einzusehen sein, dass innerhalb des Geistes
und des Umfangs der beschriebenen erfindungsgemäßen Konzepte eine große Anzahl
von Änderungen
vorgenommen werden könnte. Demgemäß soll die
Erfindung nicht durch die offen gelegten Ausführungsformen eingeschränkt sein, sondern
den vollen, durch den Wortlaut der nachfolgenden Ansprüche erlaubten
Umfang besitzen.