JP2015520335A - 排気ガスターボチャージャ - Google Patents

Abstract

本発明は、排気ガスターボチャージャ（１）であって、軸受ハウジング（２）と、軸受ハウジング（２）に挿入された軸受カートリッジ（８）と、軸受カートリッジ（８）に取り付けられかつ軸方向に延びるシャフト（７）と、軸受ハウジング（２）に接続される軸受ハウジングカバー（９）と、シャフト（７）に配置されるタービンホイール（５）と、シャフト（７）に配置されるコンプレッサホイール（６）とを備え、軸受カートリッジ（８）を軸方向に及び回転に対抗して固定するために、軸受ハウジングカバー（９）が軸受カートリッジ（８）に直接接続される排気ガスターボチャージャ（１）に関する。【選択図】図１

Description

本発明は、請求項１の前提部に記載の排気ガスターボチャージャに関し、及び排気ガスターボチャージャを組み立てるための方法に関する。

従来技術による排気ガスターボチャージャは、軸受ハウジングを備える。シャフトは軸受ハウジングに回転可能に取り付けられる。タービンホイールはシャフトの一方の端部に取り付けられる。コンプレッサホイールはシャフトの他方の端部に取り付けられる。軸受ハウジングにおけるシャフトの取付けは、軸受カートリッジによって実現され得る。シャフトを取り付けるための転がり軸受及び／又は平軸受は、このような軸受カートリッジに配置される。軸受カートリッジは、軸方向変位及び回転の両方に対抗して軸受ハウジング内に固定されなければならない。別個の固定要素は、通常、軸受カートリッジを固定するために使用される。

本発明の目的は、製造及び組立が廉価である一方で、確実に及びほとんどメンテナンスなしで操作することができる請求項１の前提部に記載の排気ガスターボチャージャを特定することである。さらに、本発明の目的は、排気ガスターボチャージャを組み立てるための対応する方法を特定することである。

この目的は独立請求項の特徴によって達成される。従属請求項は本発明の有利な改良形態に関する。

本発明によれば、軸受カートリッジは、軸受ハウジングカバーによって軸方向に、かつ同様に回転に対抗して直接固定される。「軸方向」はシャフトによって規定される。「回転」は軸方向の周りの運動である。本発明によれば、軸受カートリッジは、軸受ハウジングカバーによって両方の軸方向でかつ両方の回転方向で固定される。このことは、軸受ハウジングカバーが軸受カートリッジと直接接続して配置されることによって達成される。さらに、軸受カートリッジが軸受ハウジングカバーによって軸受ハウジングに対して固定して位置決めされるように、軸受ハウジングカバーが軸受ハウジングに固定して接続される。

本発明によれば、軸受ハウジングカバーは、ターボチャージャの動作力を直接吸収する。このようにして、軸受カートリッジを固定するためにのみ既知の装置において使用された別の構成要素を省略することが可能である。公差の低減は、カートリッジに対する接触面の精密な機械加工によって可能である。

軸方向の固定作用及び回転に対抗する固定作用は、軸受ハウジングカバーと軸受カートリッジとの間の２つの確動嵌めによって実現されることが好ましい。軸方向の固定作用のために、好ましくは、軸受カートリッジが外周に溝を有するようになっている。軸受ハウジングカバーの半径方向内側に向けられた突起は前記溝内に係合する。

回転に対抗する固定作用のために、ピンは軸受ハウジングカバーを通して及び軸受カートリッジを通して、特に半径方向に挿入される。ピンは、軸受ハウジングカバーに固定して着座する。ピンは、軸受カートリッジがその減衰フィルムで浮動できるように、軸受カートリッジに対して小さな程度の遊びを有する。

本発明はまた、排気ガスターボチャージャを組み立てるための方法を含む。本発明による排気ガスターボチャージャに関連して説明した有利な改良形態、及び従属請求項は、本発明による方法と共に相応して使用されることが好ましい。本発明による方法では、最初に、軸受ハウジングカバーが軸受カートリッジの上に押圧されるようになっている。この場合、軸受ハウジングカバーの突起は、軸受カートリッジの溝内に係合する。平坦部を溝に設けることが特に好ましい。まさにこの平坦部において、突起が溝に押し込まれる。その後、突起がもはや平坦部に位置しないように、軸受ハウジングカバーが軸受カートリッジに対して回転される。２つの対応する孔が互いに整列されるまで、２つの構成要素が互いに回転される。ピンは、前記２つの孔を通して軸受ハウジングカバーに及び軸受カートリッジに挿入される。

軸受ハウジングカバー及び軸受カートリッジは、互いに予め組み立ててもよく、したがって「組み立てられたユニット」を形成する。

本発明のさらなる詳細、利点及び特徴は、図面を参照して例示的な実施形態の以下の説明から明らかになる。

例示的な実施形態による本発明による排気ガスターボチャージャを示す。 例示的な実施形態による本発明による排気ガスターボチャージャの組み立てられたユニットを示す。 例示的な実施形態による本発明による排気ガスターボチャージャの軸受ハウジングカバーを示す。 例示的な実施形態による本発明による排気ガスターボチャージャの軸受カートリッジを示す。 例示的な実施形態による本発明による排気ガスターボチャージャ用の第１の組立ステップを示す。 例示的な実施形態による本発明による排気ガスターボチャージャ用の第２の組立ステップを示す。 別の例示的な実施形態による本発明による排気ガスターボチャージャの２部分の軸受ハウジングカバーを有する軸受カートリッジを示す。 図７の断面図である。

図１は、例示的な実施形態による排気ガスターボチャージャ１の単純化した概略部分断面図を示している。

排気ガスターボチャージャ１は、軸受ハウジング２、タービンハウジング３及びコンプレッサハウジング４を備える。タービンホイール５はタービンハウジング３に配置される。コンプレッサホイール６はコンプレッサハウジング４に位置する。シャフト７は軸受ハウジング２に回転可能に取り付けられる。シャフト７の取付けは軸受カートリッジ８によって実現される。図示した実施例では、軸受ハウジング２はコンプレッサ側で軸受ハウジングカバー９によって閉じられる。同様に、軸受ハウジング２は、代わりに又はさらに、タービン側で軸受ハウジングカバー９によって閉じられてもよい。シャフト７は軸受ハウジングカバー９を通して延びる。

排気ガスターボチャージャ１の動作中、排気ガスはタービンハウジング３を介してタービンホイール５に流れる。このようにして、タービンホイール５、シャフト７及びコンプレッサホイール６が回転される。内燃機関用の給気はコンプレッサホイール６によって圧縮される。オイルは軸受ハウジング２を介して軸受カートリッジ８に供給される。したがって、シャフト７を軸受ハウジングカバー９に対してシールしなければならない。さらに、オイルの漏れを防止するために、軸受ハウジングカバー９も軸受ハウジング２にシール接続される。

図２は、組み立てられたユニット１０として排気ガスターボチャージャ１の複数の構成要素を示している。前記組み立てられたユニット１０は、軸受カートリッジ８、軸受カートリッジ８に取り付けられた軸受ハウジングカバー９、及び軸受ハウジングカバー９に挿入されたシールブッシュ１３を備える。図面を単純化するために、シャフト７は単に軸として示されている。

図２は、シャフト７用の軸受カートリッジ８の２つの転がり軸受１１を示している。軸受ハウジングカバー９は、ねじ付きボルトの形態のねじ接続部１２によって軸受ハウジング２に直接ねじ込まれる。

図２は、組み立てられたユニット１０の完全に組み立てられた状態を示している。図３は、軸受ハウジングカバー９の完成図及び切り取り図を示している。図４は、軸受カートリッジ８を詳細に示している。前記図から、軸受ハウジングカバー９が突起１４を有することが理解できる。前記突起１４は半径方向内側に延びる。包囲溝１６は軸受カートリッジ８の外周に形成される。溝１６は平坦部２０を１つの位置に有する。組立ユニット１０の組み立てられた状態において、突起１４は溝１６と確動係合している。このようにして、軸受カートリッジ８の軸方向変位は、いずれの方向でももはや不可能である。

さらに、第１の孔１７は軸受ハウジングカバー９に形成される。組み立てられた状態において、前記第１の孔１７は軸受カートリッジ８の第２の孔１８と整列される。図示した実施例では、第１の孔１７は突起１４に位置する。相応して、第２の孔１８は溝１６に位置する。ピン１５は、第１の孔１７を通してかつ第２の孔１８を通して挿入される。ピン１５は、軸受ハウジングカバー９に対する軸受カートリッジ８の回転を防止する。

図５及び図６に基づいて、組み立てられたユニット１０を組み立てる工程について説明する。図５によれば、最初に、突起１４が平坦部２０に位置決めされる。その後、軸受カートリッジ８及び軸受ハウジングカバー９が互いに内側に押圧される。引き続くステップにおいて、図６に示したように、突起１４がもはや平坦部２０に位置しないように、軸受ハウジングカバー９が軸受カートリッジ８に対して回転される。第１の孔１７が第２の孔１８と整列されるまで、前記軸受ハウジングカバーが回転される。その後、ピン１５が挿入される。完成した前記組み立てられたユニット１０は軸受ハウジング２に接続される。この場合、ねじ接続部１２はボルト孔１９を通して形成される。

本発明によれば、軸受ハウジングカバー９は軸受カートリッジ８と直接確動接続される。この場合、軸受カートリッジ８は、軸方向変位及び回転の両方に対抗して固定される。本発明によれば、組立及び製造の両方が単純化されるように、軸受カートリッジ８を固定するために別の構成要素は必要とされない。

図７及び図８は、各々、２部分の軸受ハウジングカバー９によって軸受カートリッジ８を固定することを示している。この場合、軸受ハウジングカバー９は、対称の第１の部分２１と非対称の第２の部分２２とを備える。２つの部分２１及び２２は、ねじ接続部１２によって軸受ハウジング２に接続される。

図２、図５及び図８は、ピストンリング２４（同様にシールリング）を示している。この説明の代替策として、ピストンリング２４を内側リング２３に直接配置することができるように、軸受カートリッジ８の内側リング２３は細長い構造であってもよい。

本発明の上述の説明に加えて、本発明の追加の開示のために図１〜図８の本発明の概略図が本明細書により明示的に参照される。

１ 排気ガスターボチャージャ
２ 軸受ハウジング
３ タービンハウジング
４ コンプレッサハウジング
５ タービンホイール
６ コンプレッサホイール
７ シャフト
８ 軸受カートリッジ
９ 軸受ハウジングカバー
１０ 組み立てられたユニット
１１ 転がり軸受
１２ ねじ接続部
１３ シールブッシュ
１４ 突起
１５ ピン
１６ 溝
１７ 第１の孔
１８ 第２の孔
１９ ボルト孔
２０ 平坦部
２１ 第１の軸受ハウジングカバー部分
２２ 第２の軸受ハウジングカバー部分
２３ 内側リング
２４ ピストンリング

Claims (12)

1. − 軸受ハウジング（２）と、
   − 前記軸受ハウジング（２）に挿入された軸受カートリッジ（８）と、
   − 前記軸受カートリッジ（８）に取り付けられかつ軸方向に延びるシャフト（７）と、
   − 前記軸受ハウジング（２）に接続される軸受ハウジングカバー（９）と、
   − 前記シャフト（７）に配置されるタービンホイール（５）と、
   − 前記シャフト（７）に配置されるコンプレッサホイール（６）とを備える排気ガスターボチャージャ（１）であって、
   − 前記軸受カートリッジ（８）を前記軸方向に及び回転に対抗して固定するために、前記軸受ハウジングカバー（９）が前記軸受カートリッジ（８）に直接接続される、
   排気ガスターボチャージャ（１）。
2. 前記軸受ハウジングカバー（９）が確動嵌めにより前記軸受カートリッジ（８）内に係合する請求項１に記載の排気ガスターボチャージャ。
3. 軸方向の固定作用を提供するために、前記軸受ハウジングカバー（９）の半径方向内側に向けられた少なくとも１つの突起（１４）が、前記軸受カートリッジ（８）の溝（１６）内に突出する請求項１又は２に記載の排気ガスターボチャージャ。
4. 前記突起（１４）を挿入するために、前記溝（１６）が少なくとも１つの位置で平坦にされる請求項３に記載の排気ガスターボチャージャ。
5. 前記軸受ハウジングカバー（９）が前記突起（１４）と共に一体に、特に鋳造部分として製造される請求項３又は４に記載の排気ガスターボチャージャ。
6. 前記軸受ハウジングカバー（９）が複数の部分で形成される請求項１〜４のいずれか一項に記載の排気ガスターボチャージャ。
7. 回転に対抗する固定作用を提供するために、少なくとも１つの連続ピン（１５）が前記軸受ハウジングカバー（９）に及び前記軸受カートリッジ（８）に挿入される請求項１〜６のいずれか一項に記載の排気ガスターボチャージャ。
8. 前記軸受ハウジングカバー（９）の第１の孔（１７）における前記ピン（１５）の嵌合が移行又は締まり嵌めの形態であり、前記軸受カートリッジ（８）の第２の孔（１８）における前記ピン（１５）の前記嵌合が隙間嵌めの形態である請求項６に記載の排気ガスターボチャージャ。
9. シールブッシュ（１３）が前記軸受ハウジングカバー（９）に挿入され、前記シャフト（７）が前記シールブッシュ（１３）を通して延びる請求項１〜８のいずれか一項に記載の排気ガスターボチャージャ。
10. 前記軸受ハウジングカバー（９）が、細長い内側リングと共に前記軸受カートリッジ（８）を固定し、前記細長い内側リング（２３）に、前記軸受ハウジングカバー（９）に対してシールを提供するための少なくとも１つのピストンリング（２４）が配置される請求項１〜９のいずれか一項に記載の排気ガスターボチャージャ。
11. 前記軸受ハウジングカバー（９）が、バヨネット接続部又はねじ接続部（１２）によって前記軸受ハウジング（２）に接続される請求項１〜１０のいずれか一項に記載の排気ガスターボチャージャ。
12. 排気ガスターボチャージャ（１）を組み立てるための方法であって、
    − 溝（１６）を周囲に有する軸受カートリッジ（８）を設けるステップと、
    − 半径方向内側に向けられた少なくとも１つの突起（１４）を有する軸受ハウジングカバー（９）を前記軸受カートリッジ（８）に取り付けるステップであって、前記突起（１４）が前記溝（１６）内に係合するステップと、
    − 前記軸受ハウジングカバー（９）を前記軸受カートリッジ（８）に対して回転させるステップと、
    − ピン（１５）を前記軸受ハウジングカバー（９）に及び前記軸受カートリッジ（８）に挿入するステップと、
    を含む方法。

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