DE69017037T2

DE69017037T2 - Rotorzusammenbau für einen kompressor.

Info

Publication number: DE69017037T2
Application number: DE69017037T
Authority: DE
Inventors: Jean-Luc Fleury; Voytek Kanigowski; Jerome Thompson
Original assignee: AlliedSignal Inc
Current assignee: Honeywell International Inc
Priority date: 1989-10-30
Filing date: 1990-05-07
Publication date: 1995-09-07
Anticipated expiration: 2010-05-08
Also published as: KR920703967A; EP0498795B1; DE69017037D1; EP0498795A1; AU5737090A; JPH05504178A; WO1991006749A1; US4986733A; KR0154105B1; JP2794338B2

Description

Allgemeiner Stand der Technik

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Verbesserungen von Turbolader-Verdichterradern und dergleichen sowie verwandten Verdichterradeinrichtungen, die zur Erhöhung der Dauerhaltbarkeit des Rads gestaltet sind. Die vorliegende Erfindung betrifft im besonderen ein verbessertes Turboladerrad mit einer Nabe ohne Bohrung, wobei das Verdichterrad auf vereinfachte Weise in einem Turbolader oder dergleichen eingebaut werden kann.
Turboladerrader sind im Fach allgemein zur Verwendung in Turboladern und dergleichen bekannt, wobei das Verdichterrad eine aerodynamisch profilierte Anordnung von Laufradschaufeln umfaßt, die auf einem zentralen Nabenabschnitt getragen werden, der wiederum drehbar an einer Drehwelle angebracht ist. In Verbindung mit einem Turbolader umfaßt der Radnabenabschnitt zum Beispiel für gewöhnlich eine zentrale axiale Bohrung, durch welche sich die Welle erstreckt, und eine Gewindemutter wird an einem Nasenende des Verdichterrads über der Welle befestigt, um den Nabenabschnitt fest an einem Wellenansatz oder einer anderen im Durchmesser vergrößerten Struktur zu halten, die mit der Welle drehbar ist. Die Drehwelle treibt dadurch das Verdichterrad in eine solche Richtung an, daß die profilierten Schaufeln axial Luft ansaugen, um diese mit erhöhtem Druck radial nach außen in einen Ausströmraum eines Verdichtergehauses auszustoßen. Die Druckluft wird dann von dem Gehause dem Ansaugkrümmer einer Brennkraftmaschine zugeführt, um mit Kraftstoff gemischt und verbrannt zu werden, was insgesamt im Fach allgemein bekannt ist.
In den vergangenen Jahren führten Verbesserungen in der Verdichtertechnik und Gestalt zu progressiven Steigerungen der Verdichterwirksamkeiten und Strömungsbereiche, sowie zu einem schnelleren Übergangsfunktionsverhalten. Zum Beispiel sind Verdichterrader für Turbolader bekannt, wobei die profilierten Laufradschaufeln zusammengesetzte und hoch komplexe Krümmungen aufweisen, die für eine optimale Funktionswirksamkeit und einen optimalen Strömungsbereich gestaltet sind. Eine derart komplexe Schaufelform wird am vorteilhaftesten und wirtschaftlichsten durch ein Gußverfahren erzielt, wobei der Radnabenabschnitt und die Schaufeln in wünschenswerter Weise aus einem leichten Werkstoff, wie etwa aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, integral geformt werden, wobei Aluminium aufgrund dessen verhältnismäßig geringen Massenfaktors ausgewählt wird, der gegenuber schnellen Radbeschleunigungen und Geschwindigkeitsverringerungen während Übergangsbetriebszustanden des Motors verträglich ist.
Gegossene Verdichterräder dieser allgemeinen Art wiesen jedoch eine verhältnismäßig kurze, endliche Dauerhaltbarkeit auf, die zu dem unerwunschten Auftreten von Radermüdungsbrüchen während dem Betrieb führt. Wenn das Verdichterrad mit Betriebsgeschwindigkeiten von bis zu 100.000 U/min. oder darüber gedreht wird, unterliegt der gegossene Aluminiumwerkstoff einer verhältnismäßig hohen Zugbelastung in eine radiale Richtung, und zwar insbesondere in dem Bereich des maximalen Raddurchmessers, wobei der Nabenbereich des Verdichterrads die sich schnell drehende radiale Radmasse tragen muß. Die Auswirkung dieser Zugbelastung ist besonders stark, wenn das Verdichterrad in einer Umgebung mit verhältnismäßig hoher Drehzahl und schnellem Geschwindigkeitszyklus betrieben wird, was zum Beispiel bei vielen modernen Turboladeranwendungen der Fall ist. Wie dies bereits vorstehend beschrieben worden ist, umfaßt der Nabenbereich des Verdichterrads normalerweise nachteiliger Weise einen Haupthohlraum in Form der Mittelbohrung zur Aufnahme der Drehwelle, wobei diese Mittelbohrung die Beanspruchung hauptsächlich erhöht, wodurch das Rad für einen Ermüdungsbruch in dem Nabenbereich höchst anfällig wird. Dieses Ermüdungsproblem wird durch das Vorhandensein metallurgischer Unzulänglichkeiten, wie etwa Schlacke, Poren und/oder Einschlüsse verstärkt, die inhärent während dem Gußverfahren auftreten und dazu neigen, sich in dem Nabenbereich des Verdichterrads anzusammeln.
Verbesserungen der Gußverdichterräder wurden in der Form eines Verdichterrads mit einem Nabenbereich ohne Bohrung vorgeschlagen, um die Beanspruchungserhöhungsstelle zu beseitigen, die eine herkömmliche Wellenbohrung vorsieht. Diese alternativen Radkonstruktionsweisen sehen zwar theoretisch eine erhöhte Dauerhaltbarkeit vor, doch traten hierbei eine Vielzahl signifikanter Gestaltungsschwierigkeiten auf.
Zum Beispiel umfassen diese Verdichterräder mit einer Nabe ohne Bohrung normalerweise eine Muffe mit Innengewinde, die sich zur Anbringung an dem Gewindeende einer Drehwelle koaxial von der Nabe ohne Bohrung erstreckt. Diese Gewindemuffe ist dazu gestaltet, eine Innenbohrung in dem Turboladerrad entlang der axialen Ausdehnung zwischen dem Nasenende und einer Ebene, die dem maximalen Durchmesser des Rads entspricht, zu vermeiden. Um eine unerwünschte axiale Ausdehnung des Turboladers oder dergleichen zu vermeiden, wird die Gewindemuffe durch eine benachbarte Öffnung in einer Verdichterschutzplatte eingepaßt, so daß sie direkt an der Drehwelle befestigt ist, wobei um die Muffe herum ein Dichtungsring oder mehrere Dichtungsringe getragen werden, um abschließend mit der Schutzplatte einzugreifen, wie dies in EP-A-0 138 516 offenbart ist. Jedoch kann der Zusammenbau der verschiedenen Bestandteile, einschließlich der Gewindebefestigung der Muffe an der Welle, während der Positionierung eines Dichtungsrings bzw. mehrerer Dichtungsringe innerhalb der Schutzplattenöffnung, ausgesprochen schwierig sein. Wenn die Gewindemuffe sogar aus dem gleichen leichten Werkstoff an das Verdichterrad angegossen wird, besitzt die Muffe eine unzureichende strukturelle Härte zum Tragen des Dichtungsrings bzw. der Dichtungsringe, ohne dabei übermäßig zu verschleissen. Bei alternativen Gestaltungsarten wird eine aus einem geeigneten harten Lagerwerkstoff gestaltete, separate Muffe an ein Rad mit einer Nabe ohne Bohrung geschweißt, wie dies in US-A-4.705.463 und DE-A-3 625 996 offenbart wird, doch treten hierbei signifikante Abstimmungsschwierigkeiten auf und es entstehen unerwünschte neue Beanspruchungserhöhungsbereiche in der Nabe aufgrund der Hitze des Schweißens.
Aus diesem Grund besteht ein signifikanter Bedarf nach weiteren Verbesserungen an Turbolader-Verdichterrädern und verwandten Radeinrichtungen mit einer Nabe ohne Bohrung, wobei ein Verdichterrad mit Nabe ohne Bohrung für einen leichteren Zusammenbau mit einer Turboladerwelle geeignet ist, und zwar in Verbindung mit einem abgedichteten Durchgang durch die Öffnung einer Verdichterschutzplattenöffnung. Die vorliegende Erfindung erfüllt diesen Bedarf und sieht weitere diesbezügliche Vorteile vor.

Zusammenfassung der Erfindung

Vorgesehen ist gemäß der vorliegenden Erfindung ein Verdichterradzusammenbau nach Anspruch 1.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsart der Erfindung wird das Verdichterrad durch einen Guß aus einem Aluminium- oder einem ausgewählten Aluminiumlegierungswerkstoff gestaltet, um eine Nabe ohne Bohrung in Verbindung mit einer Anordnung aerodynamisch profilierter Laufradschaufeln zu definieren, die sich allgemein zwischen einer kreisförmigen Radbasisscheibe mit verhältnismäßig großem Durchmesser und einer Radnase mit einem geringen Durchmesser erstrecken. Die Befestigungsmuffe ist an das Verdichterrad angegossen und erstreckt sich von der Nabe koaxial in eine zu der Radnase entgegengesetzte Richtung. Die Befestigungsmuffe bildet eine Innenbohrung, die durch einen flachen zylinderförmigen Eingangsbereich mit glatter Wand definiert ist, der zu einem Innengewindebereich führt.
Das Verdichterrad kann schnell und einfach an dem Gewindeende einer Turboladerwelle oder dergleichen angebracht werden, und zwar durch Einschrauben des Wellenendes in den Gewindebereich der Befestigungsmuffe. Diese Verbindung zieht einen zylinderförmigen Steg an der Welle in Preßsitz in dem flachen zylinderförmigen Eingangsbereich der Befestigungsmuffe. Ein Druckringabstandsstück befindet sich zwischen den axial ausgerichteten Ansätzen, die entsprechend durch das Ende der Befestigungsmuffe und einen an der Drehwelle ausgebildeten, radial vergrößerten Ansatz definiert sind. Das Druckringabstandsstück fixiert die axialen Positionen der Welle und des Verdichterrads im Verhältnis zu einem Turboladergehäuse, wie dies im Fach allgemein bekannt ist.
Das Druckringabstandsstück umfaßt einen allgemein ringförmigen und axial verlängerten Dichtungsflansch, der sich axial zu dem Verdichterrad erstreckt, und zwar in konzentrisch mit Abstand versehenem Verhältnis um die Befestigungsmuffe. Dieser Dichtungsflansch ist aus einem ausgewählten Lagerwerkstoff oder dergleichen mit geeigneter Härte gestaltet und er erstreckt sich axial in die Öffnung in einer Verdichterschutzplatte. In einer nach außen geöffneten Nut in dem Dichtungsflansch befindet sich mindestens ein Dichtungsring, um in der Öffnung in Kontakt mit der Schutzplatte zu stehen, wodurch der Durchgang der Befestigungsmuffe dort hindurch abgedichtet wird.
Andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden genauen Beschreibung deutlicher, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen erfolgt, wobei die Zeichnungen die Grundsätze der Erfindung auf beispielhafte Weise veranschaulichen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

In den beigefügten Zeichungen wird die Erfindung veranschaulicht. Es zeigen:
Figur 1 eine vertikale Schnittansicht eines Turboladers mit einem Verdichterradzusammenbau, in dem die neuartigen Merkmale der Erfindung verwirklicht sind;
Figur 2 eine vergrößerte, bruchstückartige Schnittansicht, die im allgemeinen dem eingekreisten Bereich 2 aus Figur 1 entspricht; und
Figur 3 eine Perspektivansicht, die eine bevorzugte Geometrie eines Druckringabstandsstücks veranschaulicht, das in dem Verdichterzusammenbau der Figuren 1 und 2 verwendet wird.

Genaue Beschreibung des bevorzuaten Ausführungsbeispiels

Wie dies in den beispielhaften Zeichnungen dargestellt ist, umfaßt ein in Figur 1 mit der Bezugsziffer 10 Turbolader oder dergleichen einen verbesserten Verdichterradzusarnmenbau 12 mit einem Verdichterrad 14 mit einer Nabe ohne Bohrung. Der Verdichterradzusainmenbau 12 ist für eine schnelle und einfache Montage des Verdichterrads 14 an einer drehbaren Turboladerwelle 16 geeignet, mit verbesserten Dichtungseinrichtungen zum Abdichten des Durchgangs der Radverbindungsstrukturen, die sich durch eine Öffnung 18 in einer Verdichterschutzplatte 20 erstrecken.
Bei dem verbesserten Verdichterradzusammenbau 12 der vorliegenden Erfindung wird in vorteilhafter Weise ein Verdichterrad 14 mit einer Nabe ohne Bohrung verwendet, um wesentliche Verbesserungen des Raddrehzahlbereichs und eine erhöhte Dauerhaltbarkeit während der normalen Betriebsweise, wie etwa in einer modernen Turboladerumgebung, zu erzielen. Diesbezüglich umfaßt das Verdichterrad 14 ein Turboladerrad mit einer zentralen Nabe 22, die sich entlang der Rotationsachse zwischen einer Nase 23 mit verhältnismäßig kleinem Durchmesser und einer allgemein kreisförmigen Basisscheibe 24 mit wesentlich größerem Durchmesser erstreckt. Die zentrale Nabe 22 trägt eine Anordnung aerodynamisch profilierter Laufradschaufeln 26, die mit komplexen Krümmungen ruhig zwischen der Nase 23 und der Basisscheibe 24 laufen. Das Verdichterrad 14 wird vorzugsweise durch ein Gußverfahren auf einem verhältnismäßig leichten Werkstoff mit verhältnismäßig geringer Trägheit gestaltet, wie etwa aus Aluminium oder einer ausgewählten Aluminiumlegierung. Es ist von großer Bedeutung- daß die Nabe 22 des Verdichterrads 18 keine Bohrung aufweist, wie dies in Figur 1 deutlich dargestellt ist, so daß in dem Bereich, der sich axial zwischen der Nase 23 und der Ebene mit dem größten Raddurchmesser erstreckt, der durch die Basisscheibe 24 definiert ist, keine Innenhohlräume befinden. Wie dies im Fach bekannt ist, wird durch die Verwendung eines Verdichterrads ohne Bohrung vermieden, daß eine herkömmliche Mittelbohrung zum Durchgang der Turboladerwelle 16 gestaltet wird, wobei eine solche Mittelbohrung eine unerwünschte Einrichtung zur Beanspruchungserhöhung darstellt, wodurch die maximale Drehzahl des Verdichterrads effektiv eingeschränkt wird und/oder wodurch eine verkürzte Dauerhaltbarkeit des Rads vorgesehen wird, und zwar insbesondere in einer Umgebung mit schnellen Geschwindigkeitszyklen. Siehe zum Beispiel US-A- 4.705.463, das hierin durch Verweis enthalten ist. Gemäß der Erfindung ist das Rad 14 mit einer Nabe ohne Bohrung so gestaltet, daß die Herstellung leichter ist, und wobei eine Hochgeschwindigkeitsrotation leicht ausgeglichen werden kann, und wobei das Rad ferner verhältnismäßig leicht in einem kompakten Turboladergehäuse angebracht werden kann, wobei wirksame Einrichtungen vorgesehen sind, um den Durchgang der Bestandteile durch eine Verdichterschutzplatte abzudichten.
Der veranschaulichende Verdichterrradzusainmenbau 12 ist in einem Turbolader 10 mit im allgemeinen herkömmlicher Gesamtgeometrie und gewöhnlicher Funktionsweise dargestellt. Im besonderen umfaßt der Turbolader 10, wie dies kurz beschrieben wird und aus Figur 1 ersichtlich ist, ein in einem Turbinengehäuse 28 angebrachtes Turbinenrad 27, das für einen Abgas-Durchflußkanal von einem Motor (nicht abgebildet) geeignet ist. Die Abgase treiben das Turbinenrad 27 drehbar an, so daß die durch geeignete Lager 30 in einem sogenannten Mittelgehäuse 32 getragene Turboladerwelle 16 entsprechend gedreht wird. Durch die Schmieröffnungen 34 und verwandte Strömungsdurchgänge in dem Mittelgehäuse 32 wird Schmieröl an die Lager 30 zirkuliert, wobei der Ölfluß und die Lagerkonstruktion für eine verhältnismäßig schnelle Wellenrotation geeignet sind. Die Turboladerwelle 16 ist wiederum mit dem Verdichterrad 14 verbunden, um das Verdichterrad in einem Verdichtergehäuse 36 drehbar anzutreiben. Während dieser Rotation saugt das Verdichterrad 14 Umluft durch einen axialen Einlaß 38 ein und stößt die Luft bei erhöhtem Druck radial in einen Ausströmraum 40 aus. Diese Druckluft wird wiederum aus dem Verdichtergehäuse 36 dem Ansaugkrümmer oder dergleichen einer Brennkraftmaschine zugeführt, um die Luft mit Kraftstoff zu mischen und zu verbrennen. Die Bereitstellung der Druckluft an den Motor fürht zu einer wesentlichen Erhöhung des Mengenflusses durch den Motor, so daß entsprechend eine Betriebsweise des Motors auf erhöhtem Leistungsniveau möglich ist.
Wie dies in Figur 2 am deutlichsten dargestellt ist, umfaßt das Verdichterrad 14 mit einer Nabe ohne Bohrung eine Befestigungsmuffe 42, die für eine Schraubverbindung mit dem benachbarten Ende der Turboladerwelle 16 geeignet ist. Diese Befestigungsmuffe 42 ist als einteiliges bzw. unitäres Gußstück integral mit dem Verdichterrad 14 ausgebildet, so daß das Rad 14 und die Muffe 42 aus dem gleichen Werkstoff gestaltet und mit signifikantem, höchstgenauem Gleichgewicht zu der Rotationsachse des Rads versehen sind. In der Befestigungsmuffe 42 ist zur Aufnahme des Endes der Turboladerwelle 16 eine Mittelbohrung 44 ausgebildet, wie dies nachstehend genauer beschrieben ist. Jedoch endet die Muffenbohrung 44 gemäß einem Hauptaspekt der vorliegenden Erfindung axial mit Abstand zu der Ebene des maximalen Raddurchmessers, die durch die Basisscheibe 24 definiert ist. Demgemäß umfaßt das Verdichterrad eine Nabe ohne Bohrung, wobei sich die Befestigungsmuffe von der Basisscheibe 24 koaxial in eine zu der Radnase 23 entgegengesetzten Richtung erstreckt.
Die Mittelbohrung 44 der Radbefestigungsmuffe 42 ist besonders geformt, so daß die Turboladerwelle mit relativer Genauigkeit koaxial an dem Verdichterrad angebracht werden kann. Wie dies in Figur 2 dargestellt ist, ist die Muffenbohrung 44 genauer durch einen flachen Eingangsbereich 46 mit glatter Wand definiert, wobei der Bereich mit einem Einsatzgewindebereich 48 zusammentrifft, in dem Innengewinde ausgebildet sind. Die Gestaltung dieser Innengewinde wird zusammen mit der genauen Bemessung des Eingangsbereichs 46 vorzugsweise durch eine geeignete Bearbeitung nach dem Radguß ausgeführt. Bei einer bevorzugten Ausführung umfaßt der Gewindebereich 48 wünschenswerter Weise mindestens sechs Gewinde, so daß eine feste koaxiale Befestigung an der Welle 16 erzielt wird.
Das Ende der Turboladerwelle 16 umfaßt einen Gewindeabschnitt 52, der daran Außengewinde aufweist, die zusammenpassend mit den Innengewinden in der Befestigungsmuffe 42 verschraubt werden können. Es ist von Bedeutung, daß der Gewindeabschnitt 52 neben einem Wellensteg 54 ausgebildet ist, der zylinderförmig ist und einen Durchmesser aufweist, der es möglich macht, daß er im Preßsitz in den glattwandigen Eingangsbereich 46 der Befestigungsmuffe paßt. Die Durchmesser des Stegs 54 und des zugeordneten Muffeneingangsbereichs 46 sind wenigstens geringfügig größer als der maximale Durchmesser der Wellengewinde, so daß eine leichtere Einführung des Gewindebereichs 52 der Welle in die Muffenbohrung 44 für eine Schraubverbindung mit den Muffengewinden ermöglicht wird.
Die genaue axiale Position des Verdichterrads 14 im Verhältnis zu der Turboladerwelle 16 wird durch ein Druckringabstandsstück 56 geregelt, das aus einem geeigneten Lagerwerkstoff oder dergleichen gestaltet ist. Wie dies in den Figuren 2 und 3 dargestellt ist, umfaßt dieses Druckringabstandsstück 56 ein ringförmiges Kragensegment 58, das mit einer präzisionsgenauen axialen Abmessung gestaltet ist und das eine Innenbohrung 60 definiert, so daß sie eng passend auf den Wellensteg 54 geschoben werden kann. Das Kragensegment 58 sitzt zwischen einem Paar axial entgegengesetzter Ansätze 62 und 64, die entsprechend an dem Ende der Befestigungsmuffe 42 und einem radial vergrößerten Teilstück 66 der Turboladerwelle 16 definiert sind. Wenn die Befestigungsmuffe 42 demgemäß auf die Welle 16 geschraubt wird, tritt der Wellensteg 54 in den Muffeneingangsbereich 46 in eng sitzendem Paßsitz ein. Der Schraubvorschub der Muffe 42 an der Welle 16 dauert jedoch solange an, bis das Kragensegment des Abstandsstücks 56 fest axial zwischen den entgegengesetzten Ansätzen 62 und 64 sitzt. Dieses Druckringabstandsstück 56 sieht wiederum einen radialen, nach außen offenen, ringförmigen Kanal 68 zur Aufnahme eines herkömmlichen Axiallagers 70 vor, das normalerweise axial zwischen dem Mittelgehäuse 32 und der Verdichterschutzplatte 20 gehalten wird, um die drehbaren Bestandteile axial zu positionieren und zu halten.
Wie dies in Figur 2 dargestellt ist, positioniert das Axiallager 70 das Verdichterrad 14, wobei die Befestigungsmuffe 42 in die Schutzplattenöffnung 18 vorsteht. Diesbezüglich umfaßt das Druckringabstandsstück 56 gemäß weiteren Aspekten der Erfindung einen sich axial erstreckenden und allgemein ringförmigen Dichtungsflansch 72, der als ein integraler Teil des Abstandsstücks ausgebildet ist und der so geformt ist, daß er sich in die Schutzplattenöffnung 18 erstreckt, und zwar allgemein konzentrisch und mit Abstand zwischen der Befestigungsmuffe 42 und dem Teilstück der Schutzplatte, welches die Öffnung 18 definiert. Mindestens eine radiale, nach außen offene Nut 74 ist nahe dem äußeren Ende des Dichtungsflanschs 72 zur Aufnahme und zum Tragen eines genormten Dichtungsrings 76 in abschließendem Eingriff mit der Schutzplatte 20 ausgebildet. Somit wird ein Austreten von Schmieröl in dem Mittelgehäuse 32 durch die Schutzplattenöffnung 18 durch den Dichtungsflansch 72 und den Dichtungsring 76 im wesentlichen vermieden. Öl, das dazu neigt, zu der Schutzplattenöffnung 18 zu fließen, wird durch einen mit Öffnungen versehenen Slingerring 78, der ebenfalls als Teil des Druckringabstandsstücks vorgesehen ist, dazu gedrängt, radial nach außen zu fließen.
Die verschiedenen, hier beschriebenen Bestandteile, sind in geeigneter Weise für einen schnellen Zusammenbau während der Herstellung gestaltet, ohne daß langwierige Manipulationsschritte oder eine genaue Sichtüberprüfung erforderlich sind. Der Turbolader 10 wird genauer normalerweise teilweise zusammengesetzt, wobei die Welle 16 aus dem Turbinengehäuse 28 nach oben vorsteht, wobei dieses auf geeignete Weise in einer Trägereinrichtung (nicht abgebildet) gehalten wird. Die Welle 16 steht geringfügig durch die daran angebrachte Verdichterschutzplatte 20 vor, wobei das Druckringabstandsstück 56 vorher um die Welle 16 herum positioniert wird und dabei an dem Wellenansatz 64 anstößt. Die Positionierung der Verdichterschutzplatte 20 auf dem Mittelgehäuse 32, wobei der Dichtungsflansch 72 durch die Schutzplattenöffnung 18 vorsteht, wird durch eine Schräge 80 erleichtert, die an der Vorderkante einer ringförmigen Lippe 82 ausgebildet ist, welche die Öffnung 18 auslegt. Danach kann das Verdichterrad 14 schnell und einfach durch Schrauben der Befestigungsmuffe 42 auf die Welle 16 in dem Dichtungsflansch 72 eingebaut werden. Die Außenkante des Dichtungsflanschs 72 ist in geeigneter Weise gekrümmt bzw. abgeschrägt, um eine genaue Anschlußpassung zu gewährleisten, wenn die Befestigungsmuffe 42 fest gegen das Kragensegment 58 des Abstandsstücks 56 gezogen wird. Die Richtung der Gewinde der Muffe und der Welle wird aus praktischen Gründen so ausgewählt, daß während dem Betrieb des Turboladers ein selbständiges Festziehen erfolgt.
Dem Fachmann wird eine Vielzahl von Modifikationen und Verbesserungen bezüglich dem erfindungsgemäßen Verdichterradzusammenbau deutlich. Demgemäß ist die Erfindung durch die verstehende Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen in keiner Weise beschränkt, sondern einzig durch die anhängigen Ansprüche.

Claims

1. Verdichterradzusammenbau, mit: einer Verdichterschutzplatte (20), die eine Schutzplattenöffnung (18) aufweist; einer Drehwelle (16) mit Gewindeende (52); einem Turboladerrad (14) mit einer Nabe (22) ohne Bohrung, welche eine Reihe von Laufradschaufeln (26) trägt; und einer Befestigungsmuffe (42), die integral mit der Nabe (22) ausgebildet ist und sich koaxial zu dieser erstreckt, wobei die Befestigungsmuffe (42) eine Bohrung mit Innengewinde (44) definiert, wobei sich die Befestigungsmuffe (42) in die Schutzplattenöffnung (18) erstreckt, und wobei das Wellenende (52) in die Befestigungsmuffenbohrung (44) geschraubt wird, wobei die Befestigungsmuffe (42) und die Welle (16) entsprechend axial entgegengesetzte erste und zweite Ansätze (62, 64) definieren, wenn das Wellenende (52) in die Befestigungsmuffenbohrung (44) geschraubt wird, und wobei ein Druckringabstandsstück (56) ein Ringsegment (58) aufweist, das sich axial zwischen den ersten und zweiten Ansätzen (62, 64) befindet und das an diesen anstößt, wenn das Wellenende (52) in die Befestigungsmuffenbohrung (44) geschraubt wird, um das Verdichterrad relativ zu der Welle (16) axial zu positionieren, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckringabstandsstück (56) ferner einen ringförmigen Dichtungsflansch (72) aufweist, der sich axial in allgemein konzentrischem, mit Abstand versehenem Verhältnis zwischen der Befestigungsmuffe (42) und der Schutzplatte (20) in der Schutzplattenöffnung (18) in die Schutzplattenöffnung (18) erstreckt, und wobei mindestens ein Dichtungsring (76), der von dem Dichtungsflansch (72) getragen wird, im wesentlichen für eine Abdichtung zwischen dem Dichtungsflansch (72) und der Schutzplatte (20) sorgt.

2. Verdichterradzusammenbau nach Anspruch 1, wobei das Verdichterrad (14) ein Gußstück eines Werkstoffs mit verhältnismäßig geringer Trägheit umfaßt.

3. Verdichterradzusammenbau nach Anspruch 2, wobei es sich bei dem Werkstoff mit verhältnismäßig geringer Trägheit um einen Aluminiumwerkstoff handelt.

4. Verdichterradzusammenbau nach Anspruch 1, wobei die Welle (16) einen allgemein zylinderförmigen Steg (54) umfaßt, der sich axial zwischen dem Gewindeende (52) und dem zweiten Ansatz (64) befindet, wobei der Steg (54) einen Durchmesser aufweist, der geringer ist als der Durchmesser des zweiten Ansatzes (64), und wobei die in der Befestigungsmuffe (42) ausgebildete Innenbohrung (44) einen flachen Eingangsbereich (46) mit glatter Wand aufweist, der zu einem eingesetzten Gewindeabschnitt führt, wobei der Eingangsbereich (46) einen Durchmesser aufweist, der eine Schiebeaufnabme wenigstens eines Teilstücks des Wellenstegs (54) ermöglicht, wenn das Ringsegment (58) an die ersten und zweiten Ansätze (62, 64) stößt.

5. Verdichterradzusammenbau nach Anspruch 4, wobei der erste Ansatz (62) durch ein axiales Ende der Befestigungsmuffe (42) gebildet wird, das sich entgegengesetzt zu der Nabe (22) befindet.

6. Verdichterradzusammenbau nach Anspruch 1, wobei sich die Nabe (22) axial zwischen einer im Durchmesser vergrößerten Basisscheibe an einem axialen Ende und einer Nase (23) mit verringertem Durchmesser an dem entgegengesetzten axialen Ende erstreckt.

7. Verdichterradzusammenbau nach Anspruch 1, wobei der Dichtungsflansch (72) integral mit dem Ringsegment (58) des Druckringabstandsstücks (56) ausgebildet ist.

8. Verdichterradzusammenbau nach Anspruch 1, wobei die Schutzplatte (20) eine abgeschrägte Kante (80) definiert, welche an einer axialen Seite die Schutzplattenöffnung (18) umgibt, um die Aufnahme des Dichtungsflanschs (72) in der Schutzplattenöffnung (18) zu erleichtern.

9. Verdichterradzusammenbau nach Anspruch 1, wobei der Dichtungsflansch (72) an dem axialen Ende gegenüber dem Ringsegment (58) eine abgeschrägte, ringförmige Kante definiert, um die Aufnahme der Befestigungsmuffe (42) in dem Dichtungsflansch (76) zu erleichtern.