WO2010115570A1 - Hülsenelement zur axialen festlegung eines lagers in einem abgasturbolader - Google Patents

Hülsenelement zur axialen festlegung eines lagers in einem abgasturbolader Download PDF

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WO2010115570A1
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WO
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sleeve
sleeve member
exhaust gas
sleeve element
gas turbocharger
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PCT/EP2010/002058
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French (fr)
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Gernot Hertweck
Johannes Seuffert
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Daimler Ag
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    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/05Shafts or bearings, or assemblies thereof, specially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/056Bearings
    • F04D29/0563Bearings cartridges
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    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C6/00Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use
    • F02C6/04Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output
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    • F16C35/02Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers in the case of sliding-contact bearings
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    • F16C2360/00Engines or pumps
    • F16C2360/23Gas turbine engines
    • F16C2360/24Turbochargers

Definitions

  • the invention relates to a sleeve member for axial fixing according to the preamble of claim 1 and an exhaust gas turbocharger for an internal combustion engine according to the preamble of claim. 4
  • FIG. 1 shows an exhaust gas turbocharger 10 for an internal combustion engine with a turbine housing 12, a bearing housing 14 and a compressor housing 16.
  • a turbine housing 12 In the turbine housing 12 is a turbine wheel 18, and in the compressor housing 16, a compressor 20 is received, which are interconnected via a shaft 22 ,
  • the shaft 22 is supported by radial bearing bushes 24 and 26 in the bearing housing 14.
  • the radial bearing bushings 24 and 26 In the axial direction along a rotation axis 28 of the shaft 22, the radial bearing bushings 24 and 26 are fixed by means of a spacer sleeve 30.
  • the radial bearing bushings 24 and 26 and the spacer sleeve 30 can be designed to rotate or rotationally fixed.
  • the spacer sleeve 30 is installed coaxially with the shaft 22 between the radial bearing bushes 24 and 26.
  • a rotational speed sensor 32 is provided which can detect a rotational speed of the shaft 22.
  • the rotational speed sensor 32 for example, detect inductive or capacitive or magnetic or optical or otherwise markings such as flattening on the shaft 22 and thus detect the current speed of the shaft 22 of the exhaust gas turbocharger 10.
  • a simultaneous use of the speed sensor 32 and a spacer sleeve 30 'for axial fixing of the radial bearing bushings 24 and 26 is possible if the spacer sleeve 30' is non-rotating, since a speed of a rotationally mounted spacer sleeve does not have to correspond to a speed of the shaft 22 , A detection of the rotational speed of the shaft 22 is also only possible if a sufficiently large, unobstructed accessibility in the bearing housing 14 of the exhaust gas turbocharger 10 'and a sufficiently large opening in the spacer sleeve 30' is provided.
  • a sleeve element for axially fixing at least one bearing of a rotatable shaft, in particular a shaft of an exhaust gas turbocharger, which has at least one through-opening in its lateral surface is characterized according to the invention in that the at least one through-opening in the radial direction of the sleeve element has a substantially conical shape at least in regions having. This means that at least one passage opening is formed quasi funnel-shaped, so that the passage opening in the radial direction of the sleeve member is further extended on the outside than inside.
  • a simplification of a radial installation of a speed detection device is achieved in an exhaust gas turbocharger, since the conical design of the through hole acts as an insertion aid in an assembly of the speed sensor.
  • this assembly is drastically simplified and thus cost-effective, as that deviations from an ideal position of the sleeve member can be corrected by an angular position of the sleeve member automatically rotates by the radial assembly of the speed detection device in the correct position. Similarly, a funnel so the speed detection device is inserted into the through hole. Due to the conical embodiment, the sleeve element rotates automatically in the correct position and aligns with the speed detection device. Additional costly rework is unnecessary, thus saving time and, above all, costs for assembly. This also results in reduced overall costs for an exhaust gas turbocharger with a sleeve element according to the invention.
  • the sleeve element according to the invention is also very well used for an axial determination of only one bearing, for example for supporting the bearing against a wall of a corresponding bearing housing.
  • the at least one passage opening in the axial direction of the sleeve element has a substantially conical shape at least in some areas, this has the advantage that deviations from the above-described ideal position of the sleeve element can be corrected with an adapted mounting sequence by the angular position of the sleeve element being fixed axially automatically turns the sleeve element into the correct position.
  • an adapted mounting sequence is an assembly process to understand in which initially a pre-positioning of the sleeve member, then an installation of the speed detection device and then a complete assembly of the sleeve element happens.
  • the at least one passage opening in the axial direction of the sleeve member is formed up to at least one edge of the sleeve member.
  • the sleeve element has at least one passage opening which is not closed according to the invention in at least one axial extension direction, as a result of which the speed detection device can be installed before the spacer sleeve is mounted.
  • the spacer sleeve is automatically rotated by the conical passage opening by axial displacement relative to the speed detection device in the correct position.
  • This embodiment of the invention means a further reduction of the assembly time and thus the assembly costs, whereby the total cost can be reduced by a further degree. Nevertheless, by means of the sleeve member further axial fixation of a bearing feasible for optimal storage of the shaft of the exhaust gas turbocharger, which is helpful in that a shaft of an exhaust gas turbocharger during operation has very high speeds, which require a very good storage to minimize wear and a selection probability.
  • the invention provides that the at least a passage opening in the radial direction of the sleeve member at least partially has a substantially conical shape.
  • a particularly advantageous embodiment of the exhaust gas turbocharger is characterized in that the at least one passage opening in the axial direction of the sleeve element at least partially has a substantially conical shape.
  • the sleeve element has at least one passage opening not closed in at least one axial direction of the sleeve element, as a result of which the rotational speed detection device can be installed before assembly of the sleeve element.
  • the sleeve member is easily rotatable through the passage opening by axial displacement by the rotational speed detection means in a correct position for easy detection of a rotational speed of a shaft of the exhaust gas turbocharger according to the invention, whereby an efficient and effective control of the exhaust gas turbocharger is possible for timely adaptation to operating points of the corresponding internal combustion engine , Through this efficient and effective adaptability fuel consumption and thus CO 2 emissions of the internal combustion engine can be significantly reduced.
  • This fixation of the sleeve element by means of the speed detection device relates in particular to a rotational fixation.
  • a geometry of the passage opening of the sleeve element in a favorable ratio to choose dimensions of the speed detection device a contour or a shape of the passage opening is adapted to a corresponding outer contour or outer shape of the rotational speed detection device, in particular a matrix-like manner.
  • the sleeve element between two bearings, in particular radial bearings, the shaft is arranged.
  • package problems can be solved, which means great advantages, in particular in a space-critical area such as an engine compartment, in which an exhaust gas turbocharger according to the invention is generally installed.
  • Fig. 1 is a longitudinal sectional view of an exhaust gas turbocharger for a
  • Fig. 2 is a longitudinal sectional view of an exhaust gas turbocharger for a
  • Fig. 3 is a perspective view, a plan view and a
  • FIG. 4 is a perspective view and a plan view of a sleeve member for axially fixing at least one bearing of a rotatable shaft, which has in its lateral surface a passage opening which has a conical shape both in the radial direction of the sleeve member and in the axial direction, and
  • Fig. 5 is a perspective view and a plan view of a sleeve member for axially fixing at least one bearing of a rotatable shaft having in its lateral surface a through hole which is conically shaped both in the radial and in the axial direction and which formed up to an edge of the sleeve member is.
  • FIGS. 1 and 2 show exhaust gas turbochargers with a sleeve element for the axial fixing of two radial bearing bushes according to the prior art
  • FIGS. 3 to 5 show alternative embodiments of such a sleeve element for simplifying a mounting of a rotational speed detection device for an exhaust gas turbocharger.
  • Fig. 3 shows a sleeve member 40 which has a hollow cylindrical shape.
  • the sleeve member 40 serves for axially fixing at least one bearing of a rotatable shaft, in particular a shaft of an exhaust gas turbocharger. In general, however, it is used to axially fix two bearings of the rotatable shaft, in such a way that the sleeve member 40 with one end face 42 a bearing and another end face 44 supports another bearing and thus axially fixed.
  • the sleeve element 40 In its lateral surface 46, the sleeve element 40 has a passage opening 48, which is formed from a plan view substantially in the form of a slot.
  • the passage opening 48 serves the purpose that the sleeve member 40 is penetrated by a speed detection means for measuring a rotational speed of the shaft of the exhaust gas turbocharger.
  • the passage opening 48 has a conical shape in the radial direction. This means that the passage opening 48 delimiting
  • Walls 50 and 52 in the radial direction at an angle - with a transverse axis 54 of the sleeve member 40 include. This is an introduction for the Speed detection device created, whereby the sleeve member 40 automatically rotates during assembly in a correct angular position.
  • FIG. 4 shows a sleeve element 40 according to FIG. 3 alternative embodiment of a sleeve member 40 ', wherein the sleeve member 40' in its lateral surface 46 'also has a through hole 48'. Also, the sleeve member 40 'can serve for the axial fixation of bearings of a shaft by the sleeve member 40' at one end with its end face 42 "and the other end with its end face 44 'each supports a bearing.
  • the passage opening 48 ' just like the passage opening 48 according to FIG. 3, has a conical course in the radial direction.
  • the passage opening 48 ' in regions along a longitudinal axis 56 of the sleeve member 40' in the axial direction on a conical shape. This area is designated by reference numeral 58.
  • FIG. 5 shows a further embodiment of a sleeve element 40 "which is alternative to the preceding figures and which is likewise usable for axially fixing two bearings by means of its end faces 42" and 44 ".
  • the sleeve element 40 also has a through opening 48" in its lateral surface 46 "which is conical in the radial direction of the sleeve element.”
  • the passage opening 48 also has a conical shape in regions , which region is designated by reference numeral 58 '. 5
  • the passage opening 48 is formed up to an edge 60 of the sleeve element 40", so that the passage opening 48 "is not closed in an axial direction which the sleeve element 40 "is used for axially fixing the bearings of the shaft are already installed in the exhaust gas turbocharger before the sleeve element 40" is mounted
  • Speed detection device automatically rotated to its correct position to allow easy detection of rotational speeds of the shaft of the exhaust gas turbocharger.
  • the through-opening 48 "in the region of the edge 60 has rounded regions 62 to 64, as a result of which an axial direction is also achieved Insertion aid for mounting the speed detection device is created for further simplification and thus cost reduction of assembly.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Hülsenelement (30, 30', 40, 40', 40") zur axialen Festlegung zumindest eines Lagers (24, 26) einer drehbaren Welle (22), insbesondere einer Welle (22) eines Abgasturboladers (10, 10'), welches in seiner Mantelfläche (46, 46', 46") zumindest eine Durchgangsöffnung (48, 48', 48") aufweist, wobei die zumindest eine Durchgangsöffnung (48, 48', 48") in radialer Richtung des Hülsenelements (30, 30', 40, 40', 40") zumindest bereichsweise eine im Wesentlichen konische Form aufweist, sowie einen Abgasturbolader (10, 10') für eine Verbrennungskraftmaschine mit einer Drehzahlerfassungseinrichtung (32) und mit einem (30, 30', 40, 40', 40") Hülsenelement zur axialen Festlegung zumindest eines Lagers (24, 26) einer Welle (22) des Abgasturboladers (10, 10'), wobei das Hülsenelement (30, 30", 40, 40', 40") in seiner Mantelfläche (46, 46, 46") zumindest eine Durchgangsöffnung (48, 48', 48") aufweist, durch welche die Drehzahlerfassungseinrichtung das Hülsenelement (30, 30', 40, 40', 40") durchdringt, wobei die zumindest eine Durchgangsöffnung (48, 48', 48") in radialer Richtung des Hülsenelements (30, 30', 40, 40', 40") zumindest bereichsweise eine im Wesentlichen konische Form aufweist.

Description

HÜLSENELEMENT ZUR AXIALEN FESTLEGUNG EINES LAGERS IN EINEM ABGASTURBOLADER
Die Erfindung betrifft ein Hülsenelement zur axialen Festlegung nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 sowie einen Abgasturbolader für eine Verbrennungskraftmaschine nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 4.
Derartige Hülsenelemente und Abgasturbolader sind hinlänglich bekannt und gemäß den Figuren 1 und 2 dargestellt.
Die Fig. 1 zeigt einen Abgasturbolader 10 für eine Verbrennungskraftmaschine mit einem Turbinengehäuse 12, einem Lagergehäuse 14 und einem Verdichtergehäuse 16. Im Turbinengehäuse 12 ist ein Turbinenrad 18, und im Verdichtergehäuse 16 ist ein Verdichterrad 20 aufgenommen, welche über eine Welle 22 miteinander verbunden sind. Die Welle 22 ist durch Radiallagerbuchsen 24 und 26 im Lagergehäuse 14 gelagert. In axialer Richtung entlang einer Drehachse 28 der Welle 22 sind die Radiallagerbuchsen 24 und 26 mittels einer Abstandshülse 30 festgelegt. Die Radiallagerbuchsen 24 und 26 sowie die Abstandshülse 30 können dabei rotierend oder drehfest ausgeführt sein. Die Abstandshülse 30 wird koaxial mit der Welle 22 zwischen den Radiallagerbuchsen 24 und 26 verbaut.
In der Fig. 2 bezeichnen gleiche Bezugszeichen die gleichen Elemente wie in der Fig. 1. Bei einem Abgasturbolader 10' ist zusätzlich zu dem Abgasturbolader 10 gemäß Fig. 1 ein Drehzahlsensor 32 vorgesehen, welcher eine Drehzahl der Welle 22 erfassen kann. Dabei kann der Drehzahlsensor 32 beispielsweise induktiv oder kapazitiv oder magnetisch oder optisch oder anderweitig Markierungen wie beispielsweise Abflachungen auf der Welle 22 erfassen und somit die aktuelle Drehzahl der Welle 22 des Abgasturboladers 10 detektieren. Ein gleichzeitiger Einsatz des Drehzahlsensors 32 und einer Abstandshülse 30' zur axialen Fixierung der Radiallagerbuchsen 24 und 26 ist dann möglich, wenn die Abstandshülse 30' nicht-rotierend ausgeführt ist, da eine Drehzahl von einer rotierend gelagerten Abstandshülse nicht einer Drehzahl der Welle 22 entsprechen muss. Eine Erfassung der Drehzahl der Welle 22 ist zudem nur möglicht, wenn eine ausreichend große, ungehinderte Zugänglichkeit im Lagergehäuse 14 des Abgasturboladers 10' sowie eine ausreichend große Öffnung in der Abstandshülse 30' vorgesehen ist.
Bei bekannten Lösungen besteht ein erhöhter Montageaufwand für derartige, zumindest eine Öffnung aufweisende Abstandshülsen 30' in Verbindung mit Drehzahlsensoren, was Kosten für Turbolader mit einer derartigen Anordnung ansteigen lässt.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Hülsenelement und einen Abgasturbolader der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass eine Reduzierung von Kosten ermöglicht ist.
Diese Aufgabe wird durch ein Hülsenelement zur axialen Festlegung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch einen Abgasturbolader für eine Verbrennungskraftmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 4 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Ein Hülsenelement zur axialen Festlegung zumindest eines Lagers einer drehbaren Welle, insbesondere einer Welle eines Abgasturboladers, welches in seiner Mantelfläche zumindest eine Durchgangsöffnung aufweist, zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass die zumindest eine Durchgangsöffnung in radialer Richtung des Hülsenelements zumindest bereichsweise eine im Wesentlichen konische Form aufweist. Das bedeutet also, dass zumindest eine Durchgangsöffnung quasi trichterförmig ausgebildet ist, also dass die Durchgangsöffnung in radialer Richtung des Hülsenelements außenseitig weiter ausgedehnt ist als innenseitig.
Durch ein erfindungsgemäßes Hülsenelement ist eine Vereinfachung eines radialen Einbaus einer Drehzahlerfassungseinrichtung bei einem Abgasturbolader erreicht, da die konische Ausbildung der Durchgangsöffnung als Einführhilfe bei einer Montage des Drehzahlsensors fungiert. Bei der Montage eines Abgasturboladers mit einer Welle, einer Drehzahlerfassungseinrichtung und beispielsweise zwei Radiallagern wird das Hülsenelement zwischen den Radiallagern auf die Welle gesteckt und komplett in ein Lagergehäuse des Abgasturboladers eingeführt. Aufgrund von abgestimmten Geometrien der Durchgangsöffnung des Hülsenelements auf Abmessungen der Drehzahlerfassungseinrichtung muss sichergestellt sein, dass das Hülsenelement bei der Montage der Welle im Lagergehäuse des Abgasturboladers eine korrekte Position zur Montage der Drehzahlerfassungseinrichtung hat und beibehält. Eine spätere Ausrichtung der Abstandshülse ist bei Lösungen gemäß dem Stand der Technik bedingt beziehungsweise nur mit sehr erhöhtem Aufwand aufgrund einer ungünstigen Zugänglichkeit ermöglicht.
Durch das erfindungsgemäße Hülsenelement ist diese Montage insofern drastisch vereinfacht und damit kostengünstig, als dass Abweichungen von einer Ideallage des Hülsenelements korrigiert werden und zwar indem sich eine Winkellage des Hülsenelements durch die radiale Montage der Drehzahlerfassungseinrichtung automatisch in die korrekte Position dreht. Ähnlich eines Trichters wird also die Drehzahlerfassungseinrichtung in die Durchgangsöffnung eingeführt. Durch die konische Ausbildungsform dreht sich das Hülsenelement selbständig in die korrekte Position und richtet sich entsprechend der Drehzahlerfassungseinrichtung aus. Zusätzliche kostenaufwändige Nacharbeiten sind dadurch unnötig, womit Zeit und vor allem Kosten für die Montage eingespart sind. Dies resultiert ebenso in reduzierten Gesamtkosten für einen Abgasturbolader mit einem erfindungsgemäßen Hülsenelement.
An dieser Stelle sei angemerkt, dass das erfindungsgemäße Hülsenelement auch sehr wohl für eine axiale Festlegung nur eines Lagers einsetzbar ist, beispielsweise zur Abstützung des Lagers gegenüber einer Wandung eines entsprechenden Lagergehäuses.
Weist die zumindest eine Durchgangsöffnung in axialer Richtung des Hülsenelements zumindest bereichsweise eine im Wesentlichen konische Form auf, so birgt dies den Vorteil, dass dadurch Abweichungen von der oben beschriebenen Ideallage des Hülsenelements bei angepasster Montagereihenfolge korrigierbar sind, indem sich die Winkellage des Hülsenelements durch axiale Montage des Hülsenelements automatisch in die korrekte Position dreht. Unter angepasster Montagereihenfolge ist dabei ein Montageablauf zu verstehen, bei dem zunächst eine Vorpositionierung des Hülsenelements, anschließend ein Einbau der Drehzahlerfassungseinrichtung und daraufhin eine Komplettmontage des Hülsenelements geschieht. Durch diese Ausführungsform ist somit nicht nur eine Montage der Drehzahlerfassungseinrichtung, sondern auch eine Montage des Hülsenelements selbst realisiert, womit eine weitere Vereinfachung und damit eine weitere Zeitersparnis der Montage einhergeht, was in einer Reduzierung der Gesamtkosten für einen Abgasturbolader mit einem derartigen Hülsenelement resultiert.
Eine weitere Reduzierung der Montagekosten und damit der Gesamtkosten ist dadurch ermöglicht, dass bei einem besonders vorteilhaften Aspekt der Erfindung die zumindest eine Durchgangsöffnung in axialer Richtung des Hülsenelements bis zu zumindest einer Kante des Hülsenelements ausgebildet ist. Dies bedeutet also, dass das Hülsenelement zumindest eine in mindestens eine axiale Erstreckungsrichtung nicht verschlossene erfindungsgemäß ausgeführte Durchgangsöffnung aufweist, wodurch die Drehzahlerfassungseinrichtung vor Montage der Abstandshülse einbaubar ist. Die Abstandshülse ist durch die konische Durchgangsöffnung durch axiales Verschieben relativ zur Drehzahlerfassungseinrichtung automatisch in die korrekte Position drehbar. Diese Ausführungsform der Erfindung bedeutet eine weitere Reduzierung der Montagezeit und damit der Montagekosten, womit die Gesamtkosten um ein weiteres Maß reduzierbar sind. Nichtsdestotrotz ist mittels des Hülsenelements weiterhin eine axiale Festlegung eines Lagers realisierbar zur optimalen Lagerung der Welle des Abgasturboladers, was insofern hilfreich ist, da eine Welle eines Abgasturboladers während eines Betriebs sehr hohe Drehzahlen aufweist, die eine sehr gute Lagerung erfordern zur Minimierung von Verschleiß und einer Auswahlwahrscheinlichkeit.
Bei einem Abgasturbolader für eine Verbrennungskraftmaschine mit einer Drehzahlerfassungseinrichtung und mit einem Hülsenelement zur axialen Festlegung zumindest eines Lagers einer Welle des Abgasturboladers, wobei das Hülsenelement in seiner Mantelfläche zumindest eine Durchgangsöffnung aufweist, durch welche die Drehzahlerfassungseinrichtung das Hülsenelement durchdringt, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die zumindest eine Durchgangsöffnung in radialer Richtung des Hülsenelements zumindest bereichsweise eine im Wesentlichen konische Form aufweist. Durch diese konische Ausführungsform der Durchgangsöffnung des Hülsenelements sind alle bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Hülsenelement beschriebenen Vorteile erreichbar, nämlich die einer vereinfachten und kostengünstigen Montage durch Vermeidung von Nacharbeiten, da eine quasi selbständige Ausrichtung des Hülsenelements bei Montage der Drehzahlerfassungseinrichtung in radialer Richtung erfolgt. Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des Abgasturboladers zeichnet sich dadurch aus, dass die zumindest eine Durchgangsöffnung in axialer Richtung des Hülsenelements zumindest bereichsweise eine im Wesentlichen konische Form aufweist. Dadurch sind alle bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Hülsenelement beschriebenen Vorteile auf den Abgasturbolader übertragbar, womit eine Reduzierung von Gesamtkosten des Abgasturboladers erreicht ist infolge einer weiteren Vereinfachung der Montage.
Analoges gilt für eine weitere vorteilhafte Ausführungsform, bei der die zumindest eine Durchgangsöffnung in axialer Richtung des Hülsenelements bis zu zumindest einer Kante des Hülsenelements ausgebildet ist. Somit weist also das Hülsenelement zumindest eine in mindestens eine axiale Richtung des Hülsenelements nicht verschlossene Durchgangsöffnung auf, wodurch die Drehzahlerfassungseinrichtung vor einer Montage des Hülsenelements verbaubar ist. Das Hülsenelement ist durch die Durchgangsöffnung durch axiales Verschieben durch die Drehzahlerfassungseinrichtung in einfacher Weise in eine korrekte Position verdrehbar zur problemlosen Erfassung einer Drehzahl einer Welle des erfindungsgemäßen Abgasturboladers, wodurch eine effiziente und effektive Regelung des Abgasturboladers möglich ist, zur zeitnahen Anpassung an Betriebspunkte der korrespondierenden Verbrennungskraftmaschine. Durch diese effiziente und effektive Anpassbarkeit ist ein Kraftstoffverbrauch und damit CO2-Emissionen der Verbrennungskraftmaschine deutlich reduzierbar.
Ist das Hülsenelement über die zumindest eine Durchgangsöffnung mittels der Drehzahlerfassungseinrichtung fixiert, so ist dies insofern äußerst vorteilbehaftet, dass dadurch zusätzliche Fixierelemente beziehungsweise Fixiervorkehrungen obsolet sind, was die Gesamtkosten für den Abgasturbolader reduziert, da der Montageaufwand um eine weiteres Maß abgesenkt ist. Diese Fixierung des Hülsenelements mittels der Drehzahlerfassungseinrichtung bezieht sich dabei insbesondere auf eine rotatorische Fixierung. Dazu ist eine Geometrie der Durchgangsöffnung des Hülsenelements in einem günstigen Verhältnis zu Abmessungen der Drehzahlerfassungseinrichtung zu wählen. Dies bedeutet also, dass eine Kontur beziehungsweise eine Form der Durchgangsöffnung an eine entsprechende Außenkontur beziehungsweise Außenform der Drehzahlerfassungseinrichtung, insbesondere matrizenartig, angepasst ist.
Bei einem weiteren Aspekt des erfindungsgemäßen Abgasturboladers ist das Hülsenelement zwischen zwei Lagern, insbesondere Radiallagern, der Welle angeordnet. Daraus ergibt sich ein relativ großer Bereich zur Vorsehung der erfindungsgemäßen Durchgangsöffnung, wodurch eine Flexibilität bezüglich einer Konstruktion und einer räumlichen Anordnung der Drehzahlerfassungseinrichtung deutlich gesteigert ist. Dadurch lassen sich Package-Probleme lösen, was insbesondere in einem bauraumkritischen Bereich wie einem Motorraum, in welchem ein erfindungsgemäßer Abgasturbolader in der Regel verbaut ist, große Vorteile bedeutet.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung dreier bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Die Zeichnungen zeigen in:
Fig. 1 eine Längsschnittansicht eines Abgasturboladers für eine
Verbrennungskraftmaschine mit einem Hülsenelement zur axialen Festlegung zweier Radiallagerbuchsen gemäß dem Stand der Technik,
Fig. 2 eine Längsschnittansicht eines Abgasturboladers für eine
Verbrennungskraftmaschine mit einer Drehzahlerfassungseinrichtung und mit einem eine Durchgangsöffnung aufweisenden Hülsenelement zur axialen Festlegung zweier Radiallagerbuchsen gemäß dem Stand der Technik,
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht, eine Draufsicht sowie eine
Querschnittsansicht eines Hülsenelements zur axialen Festlegung zumindest eines Lagers einer drehbaren Welle, welches in seiner Mantelfläche eine Durchgangsöffnung aufweist, welche in radialer Richtung konisch ausgebildet ist,
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht sowie eine Draufsicht eines Hülsenelements zur axialen Festlegung zumindest eines Lagers einer drehbaren Welle, welches in seiner Mantelfläche eine Durchgangsöffnung aufweist, die sowohl in radialer Richtung des Hülsenelements als auch in axialer Richtung eine konische Form aufweist, und
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht sowie eine Draufsicht eines Hülsenelements zur axialen Festlegung zumindest eines Lagers einer drehbaren Welle, welches in seiner Mantelfläche eine Durchgangsöffnung aufweist, welche sowohl in radialer als auch in axialer Richtung konisch geformt ist und welche bis zu einer Kante des Hülsenelements ausgebildet ist.
Während die Figuren 1 und 2 Abgasturbolader mit einem Hülsenelement zur axialen Festlegung zweier Radiallagerbuchsen gemäß dem Stand der Technik zeigen, zeigen die Figuren 3 bis 5 alternative Ausführungsformen eines derartigen Hülsenelements zur Vereinfachung einer Montage einer Drehzahlerfassungseinrichtung für einen Abgasturbolader.
Die Fig. 3 zeigt ein Hülsenelement 40, welches eine hohlzylindrische Form aufweist. Das Hülsenelement 40 dient dabei zur axialen Festlegung zumindest eines Lagers einer drehbaren Welle, insbesondere einer Welle eines Abgasturboladers. In der Regel wird es aber dazu eingesetzt, zwei Lager der drehbaren Welle axial zu fixieren, und zwar derart, dass das Hülsenelement 40 mit einer Stirnseite 42 ein Lager und mit einer anderen Stirnseite 44 ein anderes Lager abstützt und diese somit axial fixiert.
Das Hülsenelement 40 weist in seiner Mantelfläche 46 eine Durchgangsöffnung 48 auf, die aus einer Draufsicht im Wesentlichen in Form eines Langlochs ausgebildet ist. Die Durchgangsöffnung 48 dient dazu dem Zweck, dass das Hülsenelement 40 von einer Drehzahlerfassungseinrichtung zur Messung einer Drehzahl der Welle des Abgasturboladers durchdringbar ist.
Zur Vereinfachung einer Montage der Drehzahlerfassungseinrichtung aus radialer Richtung des Hülsenelements 40 weist die Durchgangsöffnung 48 in radialer Richtung eine konische Form auf. Das bedeutet, dass die Durchgangsöffnung 48 begrenzenden
Wandungen 50 und 52 in radialer Richtung je einen Winkel — mit einer Querachse 54 des Hülsenelements 40 einschließen. Dadurch ist eine Einführhilfe für die Drehzahlerfassungseinrichtung geschaffen, wodurch sich das Hülsenelement 40 bei der Montage selbständig in eine korrekte Winkellage verdreht.
Die Fig. 4 zeigt eine zum Hülsenelement 40 gemäß Fig. 3 alternative Ausführungsform eines Hülsenelements 40', wobei das Hülsenelement 40' in seiner Mantelfläche 46' ebenso eine Durchgangsöffnung 48' aufweist. Auch das Hülsenelement 40' kann zur axialen Fixierung von Lagern einer Welle dienen, indem das Hülsenelement 40' einenends mit seiner Stirnseite 42" und anderenends mit seiner Stirnseite 44' je ein Lager abstützt.
Wie in der Fig. 4 zu sehen ist, weist die Durchgangsöffnung 48' ebenso wie die Durchgangsöffnung 48 gemäß Fig. 3 in radialer Richtung einen konischen Verlauf auf. Zudem weist die Durchgangsöffnung 48' auch in axialer Richtung entlang einer Längsachse 56 des Hülsenelements 40' bereichsweise einen konischen Verlauf auf. Dieser Bereich ist mit dem Bezugszeichen 58 bezeichnet.
Die Fig. 5 zeigt eine weitere zu den vorhergehenden Figuren alternative Ausführungsform eines Hülsenelements 40", welches ebenso dazu einsetzbar ist, zwei Lager mittels seiner Stirnseiten 42" und 44" axial zu fixieren.
Auch das Hülsenelement 40" weist in seiner Mantelfläche 46" eine Durchgangsöffnung 48" auf, die in radialer Richtung des Hülsenelements konisch ausgebildet ist. In axialer Richtung entlang einer Längsachse 56" des Hülsenelements 40" weist die Durchgangsöffnung 48" bereichsweise ebenso einen konischen Verlauf auf, welcher Bereich mit den Bezugszeichen 58' bezeichnet ist. Wie in der Fig. 5 zu sehen ist, ist die Durchgangsöffnung 48" bis zu einer Kante 60 des Hülsenelements 40" ausgebildet, wodurch also die Durchgangsöffnung 48" in eine axiale Richtung nicht verschlossen ist. Dadurch kann eine Drehzahlerfassungseinrichtung einer Welle eines Turboladers, bei welchem das Hülsenelement 40" zur axialen Festlegung der Lager der Welle zum Einsatz kommt, bereits vor der Montage des Hülsenelements 40" in den Abgasturbolader eingebaut werden. Durch die konische Ausführungsform der Durchgangsöffnung 48" wird das Hülsenelement 40" durch axiales Verschieben relativ zur
Drehzahlerfassungseinrichtung automatisch in seine korrekte Position gedreht, um eine problemlose Erfassung von Drehzahlen der Welle des Abgasturboladers zu ermöglichen.
Wie in der Fig. 5 weiter zu sehen ist, weist die Durchgangsöffnung 48" im Bereich der Kante 60 abgerundete Bereiche 62 bis 64 auf, wodurch auch in axialer Richtung eine Einführhilfe zur Montage der Drehzahlerfassungseinrichtung geschaffen ist zur weiteren Vereinfachung und damit Kostenreduzierung der Montage.

Claims

Patentansprüche
1. Hülsenelement (30, 30', 40, 40', 40") zur axialen Festlegung zumindest eines Lagers (24, 26) einer drehbaren Welle (22), insbesondere einer Welle (22) eines Abgasturboladers (10, 10'), welches in seiner Mantelfläche (46, 46', 46") zumindest eine Durchgangsöffnung (48, 48', 48") aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Durchgangsöffnung (48, 48', 48") in radialer Richtung des Hülsenelements (30, 30', 40, 40', 40") zumindest bereichsweise eine im Wesentlichen konische Form aufweist.
2. Hülsenelement (30, 30', 40, 40', 40") nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Durchgangsöffnung (48, 48', 48") in axialer Richtung des Hülsenelements (30, 30', 40, 40', 40") zumindest bereichsweise eine im Wesentlichen konische Form aufweist.
3. Hülsenelement (30, 30', 40, 40', 40") nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Durchgangsöffnung (48, 48', 48") in axialer Richtung des Hülsenelements (30, 30', 40, 40', 40") bis zu zumindest einer Kante (60) des Hülsenelements (30, 30', 40, 40', 40") ausgebildet ist.
4. Abgasturbolader (10, 10') für eine Verbrennungskraftmaschine mit einer Drehzahlerfassungseinrichtung (32) und mit einem (30, 30', 40, 40', 40") Hülsenelement zur axialen Festlegung zumindest eines Lagers (24, 26) einer Welle (22) des Abgasturboladers (10, 10'), wobei das Hülsenelement (30, 30', 40, 40', 40") in seiner Mantelfläche (46, 46, 46") zumindest eine Durchgangsöffnung (48, 48', 48") aufweist, durch welche die Drehzahlerfassungseinrichtung das Hülsenelement (30, 30', 40, 40', 40") durchdringt, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Durchgangsöffnung (48, 48', 48") in radialer Richtung des Hülsenelements (30, 30', 40, 40', 40") zumindest bereichsweise eine im Wesentlichen konische Form aufweist.
5. Abgasturbolader (10, 10') nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Durchgangsöffnung (48, 48', 48") in axialer Richtung des Hülsenelements (30, 30', 40, 40', 40") zumindest bereichsweise eine im Wesentlichen konische Form aufweist.
6. Abgasturbolader (10, 10') nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Durchgangsöffnung (48, 48', 48") in axialer Richtung des Hülsenelements (30, 30', 40, 40', 40") bis zu zumindest einer Kante (60) des Hülsenelements (30, 30', 40, 40', 40") ausgebildet ist.
7. Abgasturbolader (10, 10') nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Hülsenelement (30, 30', 40, 40', 40") über die zumindest eine Durchgangsöffnung (48, 48', 48") mittels der Drehzahlerfassungseinrichtung (32) fixiert ist.
8. Abgasturbolader (10, 10') nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Hülsenelement (30, 30', 40, 40', 40") zwischen zwei Lagern (24, 26), insbesondere Radiallagern (24, 26), der Welle (22) angeordnet ist.
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