EP1896695A1 - Sekundärluftlader - Google Patents

Sekundärluftlader

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Publication number
EP1896695A1
EP1896695A1 EP06763936A EP06763936A EP1896695A1 EP 1896695 A1 EP1896695 A1 EP 1896695A1 EP 06763936 A EP06763936 A EP 06763936A EP 06763936 A EP06763936 A EP 06763936A EP 1896695 A1 EP1896695 A1 EP 1896695A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sleeve
secondary air
bearing
air charger
turbine shaft
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP06763936A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Karl-Ernst Hummel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mann and Hummel GmbH
Original Assignee
Mann and Hummel GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mann and Hummel GmbH filed Critical Mann and Hummel GmbH
Publication of EP1896695A1 publication Critical patent/EP1896695A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B33/00—Engines characterised by provision of pumps for charging or scavenging
    • F02B33/32—Engines with pumps other than of reciprocating-piston type
    • F02B33/34—Engines with pumps other than of reciprocating-piston type with rotary pumps
    • 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
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/16—Arrangement of bearings; Supporting or mounting bearings in casings
    • 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
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/16—Arrangement of bearings; Supporting or mounting bearings in casings
    • F01D25/162—Bearing supports
    • F01D25/164—Flexible supports; Vibration damping means associated with the bearing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C25/00—Bearings for exclusively rotary movement adjustable for wear or play
    • F16C25/06—Ball or roller bearings
    • F16C25/08—Ball or roller bearings self-adjusting
    • F16C25/083—Ball or roller bearings self-adjusting with resilient means acting axially on a race ring to preload the bearing
    • 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
    • F05D2240/00—Components
    • F05D2240/50—Bearings
    • F05D2240/51—Magnetic
    • 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
    • F05D2250/00—Geometry
    • F05D2250/20—Three-dimensional
    • F05D2250/23—Three-dimensional prismatic
    • F05D2250/231—Three-dimensional prismatic cylindrical
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/54—Systems consisting of a plurality of bearings with rolling friction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2360/00—Engines or pumps
    • F16C2360/23—Gas turbine engines
    • F16C2360/24—Turbochargers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2360/00—Engines or pumps
    • F16C2360/44—Centrifugal pumps

Definitions

  • the invention relates to a secondary air charger with the features according to the preamble of claim 1.
  • a secondary air injection system for internal combustion engines has the task of introducing or supplying fresh air into the exhaust gas of the internal combustion engine during a cold start.
  • the Sekundär Kunststoffeinblassystem on a secondary air charger works in principle like an exhaust gas turbocharger.
  • exhaust gas turbochargers are usually provided with a plain bearing and an oil circulation lubrication and are located in the exhaust system of the internal combustion engine.
  • the secondary air charger is arranged in the intake tract.
  • the turbocharger it has a turbine and a compressor. The turbine is driven by the differential pressure at the throttle for the intake air of the internal combustion engine and in turn drives the compressor.
  • the compressor carries out the injection of fresh air into the exhaust gas.
  • a rolling bearing which is arranged between the turbine wheel and the compressor wheel.
  • the associated turbine shaft has in a design according to FIG. 1 in the central region of a thickening.
  • Inner rings of the two rolling bearings are arranged on bearing seats on both sides of the thickening and lie in the axial direction of the thickening.
  • the thickening serves on the one hand as a stop for the inner rings of the two rolling bearings.
  • it produces a seal between the compressor side and the turbine side in conjunction with a sleeve which surrounds the thickening on the outside and an intermediate small sealing gap.
  • a disadvantage of this structure is that the shaft has different diameters.
  • the two bearing seats have a smaller diameter than the intermediate in the axial direction thickening.
  • the bearing seats and the thickening must be ground with their respective different diameter. In the transition area from the bearing seats to the thickening an undercut is required. this leads to high production costs with associated costs.
  • pins should be provided at the free ends of the turbine shaft, which allow clamping during machining. These pins have no function during operation of the secondary air charger and take up superfluous space.
  • the invention has for its object to provide a secondary air charger with a simplified design.
  • the turbine shaft of the secondary air charger comprises a base body and at least one sleeve, wherein the base body is formed in the region of the two bearing seats as in the axial direction continuous cylindrical portion, and wherein the at least one sleeve between the two bearing seats for forming a device for fixing the axial distance of the two rolling bearings is pushed onto the cylindrical portion.
  • the main body of the turbine shaft can be manufactured with significantly reduced effort.
  • the cylindrical section is turned and ground continuously with constant diameter in one operation. An interruption of the surface by undercuts or the like. Is not required.
  • the at least one sleeve is slid onto the cylindrical section and positioned between the two bearing seats. The assembly costs are low. Sleeve and body can be easily and accurately made as separate items, which significantly reduces the manufacturing cost. On the arrangement of end-side pin on the main body of the turbine shaft can be omitted. The required space is reduced.
  • the inner rings of the rolling bearing and the at least one sleeve are separate components.
  • the sleeve as a cylindrical piece of pipe can be made easily and accurately with little effort.
  • At least one inner ring of the rolling bearing is integrally formed with a sleeve.
  • the sleeve protrudes in the axial direction over the basic shape or over the axial extent of the outer ring and takes over the function of the sleeve or the spacer device.
  • the outer and inner surfaces of the integrally formed on the bearing inner ring sleeve can be edited or ground together with the inner ring forming portion of the sleeve in one operation. The accuracy of fit is increased and reduces assembly costs.
  • the inner ring of one of the two rolling bearings is formed integrally with the sleeve, wherein the integrally molded sleeve extends over the entire axial distance between the bearings.
  • the other rolling bearing is a standard rolling bearing. For each bearing with a total of two bearings only a special design with molded sleeve is required. Since the other roller bearing is a low-priced standard bearings, the cost of parts are low.
  • both inner rings of the two rolling bearings are each formed integrally with one sleeve.
  • they are formed substantially identical, wherein the two molded sleeves facing each other and abut each other in the axial direction. There are therefore provided a total of two sleeves with a relatively small axial extent.
  • the assembly of inner ring and sleeve is easy to manufacture and fit due to their small axial extent.
  • the at least one sleeve is pressed onto the cylindrical portion.
  • the at least one sleeve is expedient radially outside surrounded by a housing-fixed socket with a sealing gap.
  • the sealing gap is just large enough to ensure a free rotation of the turbine shaft relative to the bearing housing with the sleeve.
  • the intermediate gap seal for an effective seal between the two loader sides.
  • the housing-fixed bushing is preferably designed as acting in the axial direction on outer rings of the two rolling bearing Federst ⁇ tzbuchse. In addition to an axial positioning of the two outer rings this also allows a suitable elastic bias, which increases the smoothness of the turbine shaft.
  • the two roller bearings are preferably designed as life-lubricated ball bearings in particular.
  • the secondary air charger can be mounted at any suitable location away from the engine oil circuit.
  • the lifetime-lubricated ball bearings allow very high speeds in conjunction with a suitable longevity.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section of the bearing area of a
  • FIG. 2 shows a first arrangement according to the invention with a sleeve formed as a separate individual part for producing a device for determining the axial distance between the roller bearings;
  • FIG. Fig. 3 shows a further embodiment of the invention with a
  • Fig. 4 shows a variant of the arrangement according to Fig. 3 with two identical, mirror-symmetrically mounted to each other rolling bearings, on whose inner ring in each case a sleeve for forming the device for the axial distance is formed.
  • Fig. 1 shows a longitudinal sectional view of the storage area of a secondary air charger previous design for an internal combustion engine in a motor vehicle.
  • the secondary air charger is designed as a turbocharger and comprises a bearing housing 1 with a turbine shaft 2 extending in an axial direction 13.
  • the turbine shaft 2 is rotationally mounted in the bearing housing by means of two rolling bearings 3, 4.
  • On both sides of the storage area the turbine shaft 2 is provided with a respective threaded portion 23, 24, on which on the one hand a turbine wheel and on the other hand a compressor wheel is screwed.
  • the two rolling bearings 3, 4 are designed as life-lubricated ball bearings. Inner rings 5, 6 of the two rolling bearings 3, 4 are slid back to a respective associated bearing seat 7, 8 of the turbine shaft 2 without play. Outer rings 18, 19 of the two rolling bearings 3, 4 are held without play in a cylindrical inner surface 22 of the bearing housing 1.
  • the rolling bearings 3, 4 are arranged at an axial distance a to each other.
  • a device 9 in the form of a radial thickening which is integrally formed from the turbine shaft 2.
  • the outer diameter of the thickening is greater than the outer diameter of the two bearing seats 7, 8.
  • the peripheral surface of the radial thickening and the circumferential surfaces of the two bearing seats 7, 8 are ground.
  • the two inner rings 5, 6 of the rolling bearings 3, 4 are pressed in the axial direction 13 to the respective end face of the thickening, whereby the thickening serves as an axial stop and thus for determining the axial distance a for the two inner rings 5, 6.
  • the two inner rings 5, 6 in the axial direction 13 can fit snugly on the bearing seats 7, 8 and at the end faces of the thickening, the turbine shaft 2 in the transition region between the two bearing seats 7, 8 and the thickening each have an undercut 28.
  • a bush 16 is disposed in the cylindrical inner surface 22 of the bearing housing 1 and rotatably connected to the bearing housing 1.
  • the bushing 16 is displaceable in the axial direction 13.
  • spring rings 22 are arranged, which are together with the bushing 16 form a spring support sleeve acting on the two outer rings 18, 19 of the roller bearings 3, 4.
  • the outermost in the axial direction of the spring ring 20 20 is located on the front side of the outer ring 18 of the rolling bearing 3, while the opposite end face of the sleeve 16 rests against the opposite end face of the outer ring 19 from the rolling bearing 4.
  • the two outer rings 18, 19 are braced against each other in the axial direction 13.
  • a very small sealing gap 17 is provided between a inner surface of the housing-fixed bush 16 and the cylindrical outer surface of the co-rotating with the turbine shaft 2 thickening.
  • the sealing gap 17 allows a free rotation of the turbine shaft 2 relative to the assembly of the bearing housing 1 with the bushing 16.
  • a gap seal is formed, the pressure equalization between the turbine side in Area of the threaded portion 23 and the compressor side in the region of the threaded portion 24 prevented.
  • Fig. 2 shows a first embodiment of an inventive arrangement of the storage of the secondary air charger.
  • the main body 10 is continuously between the two threaded portions 23, 24 including the two bearing seats 7, 8 and the intermediate, the axial distance a spanning area as in the axial direction 13 is continuous cylindrical Section 15 formed.
  • the cylindrical portion 15 has a constant diameter over its entire length. Its continuous surface is ground in one operation.
  • the designed as a cylindrical piece of pipe sleeve 14 is pushed onto the cylindrical portion 15 and fixed by pressing.
  • the sleeve 14 forms the device 9 for fixing the axial distance a of the two rolling bearings 3, 4 on the turbine shaft 2.
  • the two inner rings 5, 6 of the rolling bearing 3, 4 and the sleeve 14 are designed as separate components.
  • the two inner rings 5, 6 are in the axial direction 13 at frontal joints 29, 30 of the sleeve 14 and der Device 9 on.
  • the sleeve 14 is radially outside of the housing-fixed bushing 16 while maintaining a sealing gap 17 is surrounded.
  • the sleeve 14 extends in the axial direction 13 over the entire axial distance a.
  • the two rolling bearings 3, 4 are lifetime lubricated standard ball bearings.
  • Fig. 3 shows a further embodiment of the invention, the storage of the secondary air charger, in which the rolling bearing 4 is formed as well as in the embodiment of FIG. 2 as a lifetime lubricated standard ball bearing.
  • the inner ring 5 of the opposite in the axial direction 13 rolling bearing 3 is integrally formed with a sleeve 11 for forming the device 9 for the distance a.
  • the roller bearing 3 is accordingly a special ball bearing whose inner ring 5 is extended around the sleeve 11 in the axial direction 13 and protrudes in the direction of the opposite rolling bearing 4 over the axial extent of the outer ring 18.
  • the rolling bearing 3 as well as the rolling bearing 4 is a lifetime lubricated ball bearing.
  • both inner rings 5, 6 of the two rolling bearings 3, 4 are each formed integrally with one sleeve 11, 12.
  • the two sleeves 11, 12 extend in each case by half of the axial distance a.
  • the two rolling bearings 3, 4 are identical to each other and mounted mirror-symmetrically mounted to each other, therefore, the two to the inner rings 5, 6 molded sleeves 11, 12 face each other and rest in the axial direction 13 at a central joint 30 to each other.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Sekundärluftlader mit einem Lagergehäuse (1) und einer Turbinenwelle (2). Die Turbinenwelle (2) ist mittels zweier in einem axialen Abstand (a) zueinander angeordneten Wälzlager (3, 4) in dem Lagergehäuse (1) drehend gelagert. Innenringe (5, 6) der beiden Wälzlager (3, 4) sind auf Lagersitzen (7, 8) der Turbinenwelle (2) angeordnet. Die Turbinenwelle (2) weist eine Vorrichtung (9) zur Festlegung des axialen Abstandes (a) der beiden Wälzlager (3, 4) auf. Die Turbinenwelle (2) umfasst einen Grundkörper (10) und mindestens eine Hülse (11, 12, 14), wobei der Grundkörper (10) im Bereich der beiden Lagersitze (7, 8) als in der Axialrichtung (13) durchgehender zylindrischer Abschnitt (15) ausgebildet ist. Die mindestens eine Hülse (11, 12, 14) ist zwischen den beiden Lagersitzen (7, 8) zur Bildung der Vorrichtung (9) auf den zylindrischen Abschnitt (15) aufgeschoben.

Description

Beschreibung
[0001] Sekundärluftlader
[0002] Die Erfindung betrifft einen Sekundärluftlader mit den Merkmalen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
[0003] Ein Sekundärlufteinblassystem für Brennkraftmaschinen hat die Aufgabe, bei einem Kaltstart in das Abgas der Brennkraftmaschine Frischluft einzu- blasen oder zuzuführen. Hierzu weist das Sekundärlufteinblassystem einen Sekundärluftlader auf. Der Sekundärluftlader funktioniert im Prinzip wie ein Abgasturbolader. Solche Abgasturbolader werden üblicherweise mit einer Gleitlagerung und einer Ölumlaufschmierung versehen und befinden sich im Abgasstrang der Brennkraftmaschine. Der Sekundärluftlader hingegen ist im Ansaugtrakt angeordnet. Wie der Abgasturbolader weist er eine Turbine und einen Verdichter auf. Die Turbine wird über den Differenzdruck an der Drosselklappe für die Ansaugluft der Brennkraftmaschine angetrieben und treibt ihrerseits den Verdichter an. Der Verdichter führt die Einblasung von Frischluft in das Abgas aus.
[0004] Im Unterschied zu Abgasturboladern üblicher Bauform ist der Sekundärluftlader mit einer Wälzlagerung versehen, welche zwischen dem Turbinenrad und dem Verdichterrad angeordnet ist. Die zugehörige Turbinenwelle weist in einer Bauform gemäß Fig. 1 im mittleren Bereich eine Aufdickung auf. Innenringe der beiden Wälzlager sind auf Lagersitzen beidseitig der Aufdickung angeordnet und liegen in Axialrichtung an der Aufdickung an. Die Aufdickung dient damit einerseits als Anschlag für die Innenringe der beiden Wälzlager. Andererseits erzeugt sie im Zusammenspiel mit einer außenseitig die Aufdickung umgreifenden Buchse und einem zwischenliegenden geringen Dichtspalt eine Abdichtung zwischen der Verdichterseite und der Turbinenseite.
[0005] Ein Nachteil bei diesem Aufbau liegt darin, dass die Welle verschiedene Durchmesser aufweist. Die beiden Lagersitze haben einen geringeren Durchmesser als die in der Axialrichtung zwischenliegende Aufdickung. Die Lagersitze und auch die Aufdickung müssen mit ihrem jeweils unterschiedlichen Durchmesser geschliffen werden. Im Übergangsbereich von den Lagersitzen zur Aufdickung ist ein Freistich erforderlich. Dies führt zu hohem Herstellaufwand mit damit verbundenen Kosten. Für eine präzise Fertigung sind an den freien Enden der Turbinenwelle Zapfen vorzusehen, die eine Einspannung bei der Bearbeitung ermöglichen. Diese Zapfen haben im Betrieb des Sekundärluftladers keine Funktion und nehmen überflüssigen Bauraum ein.
[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Sekundärluftlader mit vereinfachter Bauform anzugeben.
[0007] Diese Aufgabe wird durch einen Sekundärluftlader mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
[0008] Es wird vorgeschlagen, dass die Turbinenwelle des Sekundärluftladers einen Grundkörper und mindestens eine Hülse umfasst, wobei der Grundkörper im Bereich der beiden Lagersitze als in der Axialrichtung durchgehender zylindrischer Abschnitt ausgebildet ist, und wobei die mindestens eine Hülse zwischen den beiden Lagersitzen zur Bildung einer Vorrichtung für die Festlegung des axialen Abstands der beiden Wälzlager auf den zylindrischen Abschnitt aufgeschoben ist.
[0009] Der Grundkörper der Turbinenwelle kann mit deutlich verringertem Aufwand hergestellt werden. Der zylindrische Abschnitt wird durchgehend mit gleich bleibendem Durchmesser in einem Arbeitsgang gedreht und geschliffen. Eine Unterbrechung der Oberfläche durch Freistiche oder dgl. ist nicht erforderlich. Zur Bildung der erforderlichen mittigen Vorrichtung für den axialen Abstand wird die mindestens eine Hülse auf den zylindrischen Abschnitt aufgeschoben und zwischen den beiden Lagersitzen positioniert. Der Montageaufwand ist gering. Hülse und Grundkörper können als separate Einzelteile einfach und passgenau hergestellt werden, was die Fertigungskosten erheblich senkt. Auf die Anordnung endseitiger Zapfen am Grundkörper der Turbinenwelle kann verzichtet werden. Der erforderliche Bauraum ist verringert.
[0010] In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Innenringe der Wälzlager und die mindestens eine Hülse separate Bauteile. Die Hülse als zylindrisches Rohrstück kann einfach und passgenau mit geringem Aufwand gefertigt werden. Als Wälzlager können preisgünstige Standardlager gewählt werden, die in der Axialrichtung beidseitig an der Hülse anliegen. Fertigungsaufwand und Kosten sind gering.
[0011] In einer zweckmäßigen Alternative ist mindestens ein Innenring der Wälzlager einteilig mit einer Hülse ausgebildet. Hierbei steht die Hülse in der Axialrichtung über die Grundform bzw. über die axiale Erstreckung des Außenringes hervor und übernimmt die Funktion der Hülse bzw. der Abstandsvorrichtung. Die Außen- und Innenflächen der einteilig am Lagerinnenring angeformten Hülse können gemeinsam mit dem den Innenring bildenden Abschnitt der Hülse in einem Arbeitsgang bearbeitet bzw. geschliffen werden. Die Passgenauigkeit ist erhöht und der Montageaufwand verringert.
[0012] In zweckmäßiger Weiterbildung ist der Innenring von einem der beiden Wälzlager einteilig mit der Hülse ausgebildet, wobei sich die einteilig angeformte Hülse über den gesamten axialen Abstand zwischen den Lagern erstreckt. Das jeweils andere Wälzlager ist ein Standardwälzlager. Für jede Lagerung mit insgesamt zwei Wälzlagern ist nur eine Spezialbauform mit angeformter Hülse erforderlich. Da das jeweils andere Wälzlager ein preisgünstiges Standardlager ist, sind die Teilekosten gering.
[0013] In einer vorteilhaften Variante sind beide Innenringe der beiden Wälzlager jeweils einteilig mit je einer Hülse ausgebildet. Insbesondere sind sie im wesentlichen identisch ausgebildet, wobei die beiden angeformten Hülsen aufeinander zu weisen und in der Axialrichtung aneinander anliegen. Es sind demnach insgesamt zwei Hülsen mit vergleichsweise geringer axialer Erstreckung vorgesehen. Die Baueinheit aus Innenring und Hülse ist wegen ihrer geringen axialen Erstreckung leicht und passgenau zu fertigen.
[0014] In vorteilhafter Weiterbildung ist die mindestens eine Hülse auf den zylindrischen Abschnitt aufgepresst. Neben einer hohen Rundlaufgenauigkeit ergibt sich auch eine zuverlässige Abdichtung in der Axialrichtung zwischen der Turbinenseite und der Verdichterseite.
[0015] Die mindestens eine Hülse ist zweckmäßig radial außenseitig von einer gehäusefesten Buchse mit einem Dichtspalt umgeben. Der Dichtspalt ist gerade groß genug, eine freie Drehbarkeit der Turbinenwelle gegenüber dem Lagergehäuse mit der Buchse sicherzustellen. Andererseits sorgt die zwischenliegende Spaltdichtung für eine wirkungsvolle Abdichtung zwischen den beiden Laderseiten.
[0016] Die gehäusefeste Buchse ist bevorzugt als eine in der Axialrichtung auf Außenringe der beiden Wälzlager einwirkende Federstϋtzbuchse ausgebildet. Neben einer axialen Positionierung der beiden Außenringe ist hierdurch auch eine geeignete elastische Vorspannung ermöglicht, die die Laufruhe der Turbinenwelle erhöht.
[0017] Die beiden Wälzlager sind bevorzugt als insbesondere lebens- dauergeschmierte Kugellager ausgebildet. Der Sekundärluftlader kann abseits vom Motorölkreislauf an beliebiger geeigneter Stelle montiert werden. Die lebensdauergeschmierten Kugellager erlauben sehr hohe Drehzahlen in Verbindung mit einer geeigneten Langlebigkeit.
[0018] Ausfϋhrungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen: [0019] Fig. 1 in einer Längsschnittdarstellung den Lagerbereich eines
Sekundärluftladers bisheriger Bauart; [0020] Fig. 2 eine erste erfindungsgemäße Anordnung mit einer als ein separates Einzelteil ausgebildeten Hülse zur Erzeugung einer Vorrichtung für die Festlegung des axialen Abstandes zwischen den Wälzlagern; [0021] Fig. 3 ein weiteres Ausfϋhrungsbeispiel der Erfindung mit einem
Standardwälzlager und einem Wälzlager, an dessen Innenring eine Hülse einteilig angeformt ist;
[0022] Fig. 4 eine Variante der Anordnung nach Fig. 3 mit zwei identischen, spiegelsymmetrisch zueinander eingebauten Wälzlagern, an deren Innenring jeweils eine Hülse zur Erzeugung der Vorrichtung für den axialen Abstand angeformt ist.
[0023] Fig. 1 zeigt in einer Längsschnittdarstellung den Lagerbereich eines Sekundärluftladers bisheriger Bauart für eine Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug. Der Sekundärluftlader ist als Turbolader ausgebildet und umfasst ein Lagergehäuse 1 mit einer sich in einer Axialrichtung 13 erstreckenden Turbinenwelle 2. Die Turbinenwelle 2 ist mittels zweier Wälzlager 3, 4 in dem Lagergehäuse drehend gelagert. Beidseitig des Lagerbereichs ist die Turbinenwelle 2 mit je einem Gewindeabschnitt 23, 24 versehen, auf denen einerseits ein Turbinenrad und andererseits ein Verdichterrad aufgeschraubt ist.
[0024] Um eine präzise Herstellung der Turbinenwelle 2 zu ermöglichen, grenzen stirnseitig an die beiden Gewindeabschnitte 23, 24 je ein Zapfen 25, 26 an, die auf ihrer freien Stirnseite mit je einer Zentrierbohrung 27 versehen sind. Die beiden Zapfen 25, 26 dienen der Herstellbarkeit der Turbinenwelle 2 und haben im Betrieb des Sekundärluftladers keine Funktion.
[0025] Die beiden Wälzlager 3, 4 sind als lebensdauergeschmierte Kugellager ausgebildet. Innenringe 5, 6 der beiden Wälzlager 3, 4 sind spielfrei auf einen jeweils zugeordneten Lagersitz 7, 8 der Turbinenwelle 2 aufgeschoben. Außenringe 18, 19 der beiden Wälzlager 3, 4 sind spielfrei in einer zylindrischen Innenfläche 22 des Lagergehäuses 1 gehalten.
[0026] Bezogen auf die Axialrichtung 13 und auf einander zugewandte Stirnflächen der beiden Wälzlager 3, 4 sind die Wälzlager 3, 4 in einem axialen Abstand a zueinander angeordnet. Entlang dieses axialen Abstandes a erstreckt sich eine Vorrichtung 9 in Form einer radialen Aufdickung, die einteilig aus der Turbinenwelle 2 ausgeformt ist. Der Außendurchmesser der Aufdickung ist größer als die Außendurchmesser der beiden Lagersitze 7, 8. Die Umfangsfläche der radialen Aufdickung sowie die Umfangs- flächen der beiden Lagersitze 7, 8 sind geschliffen. Die beiden Innenringe 5, 6 der Wälzlager 3, 4 sind in der Axialrichtung 13 an die jeweilige Stirnfläche der Aufdickung angedrückt, wodurch die Aufdickung als axialer Anschlag und somit zur Bestimmung des axialen Abstands a für die beiden Innenringe 5, 6 dient. Damit die beiden Innenringe 5, 6 in der Axialrichtung 13 passgenau auf den Lagersitzen 7, 8 und an den Stirnflächen der Aufdickung anliegen können, weist die Turbinenwelle 2 im Übergangsbereich zwischen den beiden Lagersitzen 7, 8 und der Aufdickung jeweils einen Freistich 28 auf.
[0027] Zwischen den beiden Außenringen 18, 19 ist in der zylindrischen Innenfläche 22 des Lagergehäuses 1 eine Buchse 16 angeordnet und drehfest mit dem Lagergehäuse 1 verbunden. Die Buchse 16 ist in der Axialrichtung 13 verschiebbar. Stirnseitig von ihr sind Federringe 22 angeordnet, die zu- sammen mit der Buchse 16 eine auf die beiden Außenringe 18, 19 der Wälzlager 3, 4 einwirkende Federstϋtzbuchse bilden. Der in der Axialrichtung 13 äußerste Federring 20 liegt stirnseitig am Außenring 18 des Wälzlagers 3 an, während die gegenüberliegende Stirnseite der Buchse 16 an der gegenüberliegenden Stirnseite des Außenringes 19 vom Wälzlager 4 anliegt. Hierdurch werden die beiden Außenringe 18, 19 in der Axialrichtung 13 gegeneinander verspannt.
[0028] Zwischen einer Innenfläche der gehäusefesten Buchse 16 und der zylindrischen Außenfläche der mit der Turbinenwelle 2 mitdrehenden Aufdickung ist ein sehr kleiner Dichtspalt 17 vorgesehen. Der Dichtspalt 17 erlaubt eine freie Drehbarkeit der Turbinenwelle 2 gegenüber der Baueinheit aus dem Lagergehäuse 1 mit der Buchse 16. Insbesondere in Verbindung mit einer Anzahl von umlaufenden Nuten 21 an der Außenfläche der Aufdickung ist hierdurch eine Spaltdichtung gebildet, die einen Druckausgleich zwischen der Turbinenseite im Bereich des Gewindeabschnittes 23 und der Verdichterseite im Bereich des Gewindeabschnittes 24 verhindert.
[0029] Fig. 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung der Lagerung des Sekundärluftladers. Demnach umfasst die Turbinenwelle 2 einen einteiligen Grundkörper 10 sowie eine Hülse 14. Der Grundkörper 10 ist durchgehend zwischen den beiden Gewindeabschnitten 23, 24 einschließlich der beiden Lagersitze 7, 8 und dem zwischenliegenden, den axialen Abstand a überspannenden Bereich als in der Axialrichtung 13 durchgehender zylindrischer Abschnitt 15 ausgebildet. Der zylindrische Abschnitt 15 weist über seine gesamte Länge einen konstanten Durchmesser auf. Seine durchgehende Oberfläche ist in einem Arbeitsgang geschliffen.
[0030] Die als zylindrisches Rohrstück ausgeführte Hülse 14 ist auf den zylindrischen Abschnitt 15 aufgeschoben und durch Aufpressen fixiert. Die Hülse 14 bildet die Vorrichtung 9 zur Festlegung des axialen Abstandes a der beiden Wälzlager 3, 4 auf der Turbinenwelle 2.
[0031] Die beiden Innenringe 5, 6 der Wälzlager 3, 4 und die Hülse 14 sind als separate Bauteile ausgeführt. Die beiden Innenringe 5, 6 liegen in der Axialrichtung 13 an stirnseitigen Stoßstellen 29, 30 der Hülse 14 bzw. der Vorrichtung 9 an. Die Hülse 14 ist radial außenseitig von der gehäusefesten Buchse 16 unter Beibehaltung eines Dichtspaltes 17 umgeben.
[0032] Die Hülse 14 erstreckt sich in der Axialrichtung 13 über den gesamten axialen Abstand a. Die beiden Wälzlager 3, 4 sind lebensdauergeschmierte Standard-Kugellager.
[0033] Abweichend von der Bauform nach Fig. 1 grenzen stirnseitig an die beiden Gewindeabschnitte 23, 24 keine Zapfen 25, 26 an. Vielmehr sind in den Stirnseiten der beiden Gewindeabschnitte 23, 24 direkt je eine Zentrierbohrung 27 angeordnet.
[0034] Fig. 3 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Ausführung der Lagerung des Sekundärluftladers, bei der das Wälzlager 4 ebenso wie in der Ausführung nach Fig. 2 als lebensdauergeschmiertes Standard-Kugellager ausgebildet ist. Der Innenring 5 des in der Axialrichtung 13 gegenüberliegenden Wälzlagers 3 ist einteilig mit einer Hülse 11 zur Bildung der Vorrichtung 9 für den Abstand a ausgebildet. Das Wälzlager 3 ist demnach ein Spezialku- gellager, dessen Innenring 5 um die Hülse 11 in der Axialrichtung 13 verlängert ist und in Richtung auf das gegenüberliegende Wälzlager 4 über die axiale Erstreckung des Außenringes 18 hervorsteht. Das Wälzlager 3 ist ebenso wie das Wälzlager 4 ein lebensdauergeschmiertes Kugellager.
[0035] In Fig. 4 ist eine Variante der Anordnung nach Fig. 3 gezeigt, bei der beide Innenringe 5, 6 der beiden Wälzlager 3, 4 jeweils einteilig mit je einer Hülse 11 , 12 ausgebildet sind. Ausgehend von der jeweiligen axialen Innenfläche der Außenringe 18, 19 erstrecken sich die beiden Hülsen 11 , 12 jeweils um die Hälfte des axialen Abstandes a. Die beiden Wälzlager 3, 4 sind identisch zueinander ausgebildet und spiegelsymmetrisch zueinander montiert, demnach die beiden an die Innenringe 5, 6 angeformten Hülsen 11 , 12 aufeinander zu weisen und in der Axialrichtung 13 an einer mittigen Stoßstelle 30 aneinander anliegen.
[0036] In den übrigen Merkmalen und Bezugszeichen stimmen die Anordnungen nach den Figuren 2 bis 4 untereinander sowie mit der Anordnung nach Fig. 1 überein.

Claims

Ansprüche
1. Sekundärluftlader mit einem Lagergehäuse (1) und einer sich in einer Axialrichtung (13) erstreckenden Turbinenwelle (2), wobei die Turbinenwelle (2) mittels zweier in einem axialen Abstand (a) zueinander angeordneten Wälzlager (3, 4) in dem Lagergehäuse (1) drehend gelagert ist, wobei Innenringe (5, 6) der beiden Wälzlager (3, 4) auf Lagersitzen (7, 8) der Turbinenwelle (2) angeordnet sind und wobei eine Vorrichtung (9) zur Festlegung des axialen Abstandes (a) der beiden Wälzlager (3, 4) auf der Turbinenwelle (2) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Turbinenwelle (2) einen Grundkörper (10) und mindestens eine Hülse (11 , 12, 14) umfasst, wobei der Grundkörper (10) im Bereich der beiden Lagersitze (7, 8) als in der Axialrichtung (13) durchgehender zylindrischer Abschnitt (15) ausgebildet ist, und wobei die mindestens eine Hülse (11 , 12, 14) zwischen den beiden Lagersitzen (7, 8) zur Bildung der Vorrichtung (9) auf den zylindrischen Abschnitt (15) aufgeschoben ist.
2. Sekundärluftlader nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Innenringe (5, 6) der Wälzlager (3, 4) und die mindestens eine Hülse (14) separate Bauteile sind.
3. Sekundärluftlader nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Innenring (5, 6) der Wälzlager (3, 4) einteilig mit einer Hülse (11 , 12) ausgebildet ist.
4. Sekundärluftlader nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenring (5) von einem der beiden Wälzlager (3) einteilig mit der Hülse (11) ausgebildet ist, wobei sich die Hülse (11) über den gesamten axialen Abstand (a) erstreckt, und dass das andere Wälzlager (4) ein Standard-Wälzlager ist.
5. Sekundärluftlader nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass beide Innenringe (5, 6) der beiden Wälzlager (3, 4) jeweils einteilig mit je einer Hülse (11 , 12) ausgebildet sind.
6. Sekundärluftlader nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Innenringe (5, 6) mit den jeweils einteilig angeformten Hülsen (11 , 12) im wesentlichen identisch ausgebildet sind, wobei die beiden angeformten Hülsen (11 , 12) aufeinander zu weisen und in der Axialrichtung (13) aneinander anliegen.
7. Sekundärluftlader nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Hülse (11 , 12, 14) auf den zylindrischen Abschnitt (15) aufgepresst ist.
8. Sekundärluftlader nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Hülse (11 , 12, 14) radial außenseitig von einer gehäusefesten Buchse (16) mit einem Dichtspalt (17) umgeben ist.
9. Sekundärluftlader nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die gehäusefeste Buchse (16) als in der Axialrichtung (13) auf Außenringe (18, 19) der Wälzlager (3, 4) einwirkende Federstützbuchse ausgebildet ist.
10. Sekundärluftlader nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzlager (3, 4) als insbesondere lebensdauergeschmierte Kugellager ausgebildet sind.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008061113A1 (de) * 2008-12-09 2010-06-10 Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg Abgasturbolader
US20120072233A1 (en) * 2010-09-20 2012-03-22 Hanlon Alaina B Medical health information system for health assessment, weight management and meal planning
WO2011009813A1 (de) * 2009-07-21 2011-01-27 Aktiebolaget Skf Lagereinheit
JPWO2014196465A1 (ja) * 2013-06-04 2017-02-23 ダイキン工業株式会社 シール機構及びターボ冷凍機
US10451085B2 (en) * 2016-10-05 2019-10-22 Borgwarner Inc. Assembly methods for the connection of a turbine wheel to a shaft

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4329000A (en) * 1980-08-28 1982-05-11 Caterpillar Tractor Co. Self-contained, damped ball bearing assembly
CH673052A5 (de) * 1987-01-30 1990-01-31 Bbc Brown Boveri & Cie
JPH0830501B2 (ja) * 1988-06-07 1996-03-27 日産自動車株式会社 軸受固定装置
DE3825326A1 (de) * 1988-07-26 1990-02-01 Kugelfischer G Schaefer & Co Waelzlager fuer abgasturbolader
US5253985A (en) * 1990-07-04 1993-10-19 Mtu Motoren- Und Turbinen-Union Friedrichshafen Gmbh Exhaust gas turbocharger having rotor runners disposed in roller bearings
US5210945A (en) * 1991-05-22 1993-05-18 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Method of assembly of a rotary shaft in a ball-bearing type turbocharger
US7025579B2 (en) * 2001-10-16 2006-04-11 Innovative Turbo Systems Corporation Bearing system for high-speed rotating machinery
US6739845B2 (en) * 2002-05-30 2004-05-25 William E. Woollenweber Compact turbocharger
US6877901B2 (en) * 2001-10-16 2005-04-12 William E. Wollenweber Bearing system for high-speed rotating machinery

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2007003545A1 *

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US20100061851A1 (en) 2010-03-11

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