WO2011057948A1 - Lageranordnung für eine welle eines turboladers - Google Patents

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WO2011057948A1
WO2011057948A1 PCT/EP2010/066835 EP2010066835W WO2011057948A1 WO 2011057948 A1 WO2011057948 A1 WO 2011057948A1 EP 2010066835 W EP2010066835 W EP 2010066835W WO 2011057948 A1 WO2011057948 A1 WO 2011057948A1
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bearing arrangement
bearing
turbocharger
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Ralf Böning
Dirk Frankenstein
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Continental Automotive Gmbh
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    • F16C35/06—Mounting or dismounting of ball or roller bearings; Fixing them onto shaft or in housing
    • F16C35/07—Fixing them on the shaft or housing with interposition of an element
    • F16C35/077—Fixing them on the shaft or housing with interposition of an element between housing and outer race ring

Definitions

  • the invention relates to a bearing arrangement for supporting a shaft in a turbocharger, in particular a turbocharger with a turbocharger housing which is divided in the longitudinal direction.
  • Turbochargers are generally used to improve the efficiency of an internal combustion engine and thus to increase its performance.
  • the turbocharger on a turbine, which is arranged in the exhaust gas mass flow of a connected internal combustion engine, and a compressor.
  • the turbine turbine ⁇ wheel and the compressor of the compressor are arranged on a common shaft.
  • the shaft is mounted in a bearing housing of the turbocharger.
  • the turbine wheel is arranged in a turbine housing ⁇ and the compressor in a compressor housing.
  • the shaft is supported by a radial bearing assembly in the bearing housing.
  • an axial bearing arrangement can additionally be provided for absorbing axial forces.
  • turbocharger housing which are strung together and attached sealed against each other.
  • a new form of turbocharger housing now envisages dividing the turbocharger housing in the longitudinal direction and not, as has been the case hitherto, transversely to its longitudinal axis.
  • This new turbocharger housing is the subject of another patent ⁇ registration. Accordingly, it is the object of the present invention, a suitable bearing arrangement for a shaft of a turbocharger be ⁇ riding see, in particular of a turbocharger with a turbocharger housing divided in the longitudinal direction.
  • a bearing assembly according to the invention, bootsges ⁇ tellt for a shaft for storage in a turbocharger housing, wherein the bearing assembly comprises a sleeve member, wherein the sleeve member at each end has a collar portion, for mounting the bearing assembly in the axial direction in the turbocharger housing.
  • the bearing assembly has the advantage that it can be fixed by means of the sleeve device with the two collar portions in the turbocharger housing in the axial direction.
  • the bearing assembly in a divided into at least two housing halves in the longitudinal direction turbocharger housing, pre-assembled and then inserted into the housing halves.
  • Figure 1 is provided a sectional view of a housing half of a door ⁇ boladergephaseuses of the sealing side of die ⁇ hen with a shaft in the turbocharger housing with a radial bearing assembly according to a first exemplary form of the invention.
  • Fig. 2 is a sectional view of both housing halves of a
  • Turbocharger housing wherein a shaft in the turbo ⁇ charger housing is provided with a radial bearing assembly according to a second embodiment of the invention.
  • Fig. 1 is a sectional view through a turbocharger housing 10 is shown, which is designed to be divided in the longitudinal direction, for example, in two housing halves 12.
  • a housing half 12 of the turbocharger housing 10 is shown from the seal side.
  • the turbocharger housing to a bearing housing 14, a turbine housing 16 and a Ver Whyrge ⁇ housing 18, wherein, for example, all three housings are combined to form a housing 10 and are formed divided into two housing halves 12 along the longitudinal direction.
  • at least one housing portion or a GeHou ⁇ se be formed as the impeller housing 16, 18 and / or the bearing housing 14, divided in Lnature.
  • the turbocharger housing 10 is designed in the longitudinal direction example ⁇ divided in a horizontal plane, wherein the longitudinal axis 20 of the turbocharger housing 10 lies in the ho ⁇ zontal plane.
  • the Turboladerge ⁇ housing 10 can be divided longitudinally into at least two housing halves 12 in each plane may be formed.
  • the longitudinal axis 20 need not be in this division plane or intersect it, for example, but it can do so.
  • the turbocharger housing 10 is optionally additionally designed at least partially tempered. More specifically, the turbocharger housing 10 has e.g. in the region of the turbine housing 16 and the bearing housing 14, an additional fluid jacket 22, in which a tempering or tempering fluid, such as. Water, can be performed to temper this area of the turbocharger housing 10, i. to cool and / or to heat.
  • a tempering or tempering fluid such as. Water
  • the housing half 12 shown in Fig. 1 is attached to the other corresponding housing half (not shown) and preferably sealed.
  • at least one or more bores 24 are provided for screwing together the two housing halves 12.
  • any other form of fastening which is suitable for connecting the two housing halves 12 to one another and for enabling a seal between the two housing halves 12 or for providing them themselves.
  • a recess 26 or groove is provided, in which a sealing device is inserted, for sealing the two housing halves 12.
  • the recess 26 and its course is purely exemplary.
  • the sealing of the two housing halves 12 further forms a separate patent application.
  • a shaft 28 is mounted in the bearing housing portion 14 of the turbocharger ⁇ housing 10, on which a turbine r
  • Wheel 30 of a turbine and a compressor 32 of a compressor are ⁇ ters provided.
  • the turbine wheel 30 is arranged in the turbine housing section 16 and the compressor wheel 32 in the compressor housing section 18 of the turbocharger housing 10.
  • the division in the longitudinal direction of the turbocharger housing 10 creates a joint within the bearing surfaces of the Radalla ⁇ geranssen 34 in Fig. 1.
  • the bore in which the bearing assembly 34 is arranged to support the shaft 28 is normally slightly oval due to tolerances.
  • the bearing assembly 34 according to the first embodiment of the invention is mounted axially braced over spring-acting collar portions 38.
  • the shaft 28 is mounted via a radial bearing assembly 34.
  • the radial bearing arrangement 34 in this case has on the outside a sleeve element 40, which is made of metal, e.g. Steel, consists of or has this or consists of another suitable material.
  • the sleeve element 40 has in each case a collar section 38 at its two ends.
  • at least one or both collar portions 38 of the sleeve member 40 in this case resiliently to be clamped between two stops or receptacles 42 and here projections of the turbocharger housing 10 and to clamp in the sleeve member 40 before ⁇ seen bearing assembly 34 in the axial direction.
  • One or both collar sections 38 may also not be formed fe ⁇ horror or rigid and be inserted between the two shots 42nd
  • one or both collar portions 38, which are stiff or resilient, on the associated receptacle 42, for example by means of screws and / or pins, are attached (not shown).
  • the collar portions 38 are, for example, integrally connected to the sleeve member 40 and can through the
  • one or both collar sections 38 may also be formed as separate parts from ⁇ and fixed to the sleeve member 40, examples example by screwing, latching, etc. of the collar portion 38 with the sleeve member 40 as shown in Fig. 1 at the collar portion 38 on the Compressor side is indicated by a gestri ⁇ smile line.
  • one or both of the collar portions 38 of the sleeve member 40 also optionally additionally in the oil space both on the turbine side as shown in Fig. 1 is shown, as well as the compressor side (not shown) led out ⁇ take over and other functions, such as a heat shield. But one or both collar portions 38 may also remain within the oil space.
  • a sleeve 44 receive, which has, for example, two sliding bearing portions 46.
  • the sleeve member 40 also itself as radial, for example
  • Slide bearing assembly may be formed (not shown) and form two sliding bearing sections, so that the sleeve 44 can be wegge ⁇ .
  • the sleeve 44 in Fig. 1 can also ⁇
  • two radial bearings are provided, for example in the form of plain bearings, which are optionally additionally arranged on a spacer sleeve zueinan ⁇ spaced in the sleeve member 40, as shown in the following Fig. 2.
  • the sleeve member on its inside as a spacer sleeve can be ⁇ forms with a stop for both plain bearings (not shown).
  • any other type of bearings can be provided, for example, non-contact La ⁇ ger, such as magnetic bearings or rolling bearings, etc ..
  • a layer 48 of Wenig ⁇ is least provided for one or more layers of an elastic, heat-resistant or heat-resistant material are hen, as shown in Fig. 1 between the sleeve 44 in Fig. 1 and the sleeve member 40.
  • the material be ⁇ is, for example, of a polymer, elastomer and / or hard rubber. The invention is not limited to these materials. In principle, any other geeig ⁇ designated, heat-resistant or heat-resistant, elastic material may be used.
  • Radiallageranord ⁇ voltage 34 is composed for example, of the sleeve member 40 and the received therein sleeve 44 with the two bearing portions 46, the radial bearing assembly may be a total completely moniert before ⁇ 34 and thus can be operatively balanced, for example, without the surround- ing housing.
  • a thrust bearing arrangement 36 can additionally be provided which has, for example, at least one thrust bearing, for example in the form of an axial bearing disk 50.
  • the thrust washer 50 can additionally be designed so that an oil deflector plate 52 can be arranged thereon.
  • a socket device 54 or a sleeve device can be provided in addition, which optionally with one or is more additional seal elements 56, for example in the form of two piston ring seals provided to seal the bearing housing portion 14 relative to the Ver Whyrgepurab ⁇ cut eighteenth
  • the sleeve 44 is pushed onto the shaft 28, the shaft 28, for example, a shoulder with a stop for the sleeve 44 forms.
  • the thrust bearing or here, for example, the Axialla- gerusion 50 is provided at the other end of the sleeve 44.
  • the shaft 28 can be easily inserted into the housing halves 12 with the sleeve 44, the layer 48 made of an elastic material or material combination, and the sleeve element 40 with the two collar sections 38.
  • the radial bearing assembly 34 can be clamped in the axial direction.
  • one or both collar portions 38 of the sleeve member 40 may be used in addition to sealing the bearing housing portion 14 to the turbine housing portion 16 and / or the bearing housing portion 14 opposite the compressor housing portion (not shown).
  • two Dichtungsele ⁇ elements 56 in the form of, for example, piston ring seals are located in corresponding grooves on the shaft 28 and, with the collar portion 38 a seal for sealing the Lagerge ⁇ koruseabitess 14 relative to the turbine housing portion 16.
  • a sealing member 56 such as a piston ring such like ⁇ tung, can also in a corresponding groove or Power saving of the sleeve member 40 and the collar portion are provided 38th
  • turbola ⁇ dergepurs 10 consisting of two housing halves 12, 13 dar- posed.
  • the turbocharger housing 10 is also designed to be split longitudinally in a horizontal plane in the present example.
  • a first housing half 12 with, for example, a lubricant inlet for a bearing assembly 34 forms the upper part and a second housing half 13 with, for example, an outlet for the lubricant forms the lower part.
  • Both housing halves 12, 13 are vorzugswei ⁇ se sealingly connected together.
  • the seal 58 between the two housing halves 12, 13 in FIG. 2 is greatly simplified and purely schematic. The seal 58 is part of a separate patent application.
  • a bead seal can be provided which is inserted into grooves or recesses of one or both housing halves 12, 13, wherein then touch the other non-sealed housing half surfaces, for example directly.
  • the seal 58 may also have at least one O-ring and / or at least one elastomer for colder regions, such as the compressor housing section 18, and a bead seal for warmer regions, for example the bearing housing section 14 and in particular the turbine housing section 16.
  • the course a recess or groove for receiving the seal 58 is greatly simplified and shown purely by way of example in Fig. 1.
  • the He ⁇ invention is limited to the shape of the recess or groove in Fig. 1 does not.
  • a sleeve element 40 is provided for receiving the radial bearing.
  • the sleeve element 40 can also be configured, for example, directly in addition as a radial bearing arrangement (not shown) with, for example, two radial plain bearing sections. 1
  • the sleeve member 40 also has at its two ends in each case a collar portion 38, wherein the Kragenab ⁇ section 38 is additionally formed on the turbine side as a heat shield 60. Both collar portions 38 are between two receptacles 48 or stops or projections in the
  • Turbocharger housing 12 can be clamped in the axial direction.
  • one or both collar portions 38 may be resilient or at least one or both collar portions 38 may be rigid or non-flexible. At least one or both collar portions 38 can be screwed to a receptacle 42 and a stop in the turbocharger housing 10, as indicated by a dashed line on the collar portion 38 on the compressor side.
  • One or both collar portions 38 may be integrally formed with the sleeve member 40 or as a separate part that can be optionally screwed or snapped on the sleeve member 40, for example optional ⁇ Lich. This applies to all embodiments of the invention.
  • a collar portion 38 is formed integrally with the sleeve member 40 ⁇ forms.
  • the other collar portion 38 is formed, for example, so that it either rests with its end on the sleeve senelement 40, as shown in Fig. 2, or is attachable to the sleeve member 40 and / or on the sleeve member 40 can be latched.
  • the separate collar portion 38 is located on the sleeve member only and is at the heel or projection of the turbocharger housing 10 optionally additionally fastened ⁇ tigt, for example screwed there.
  • a spacer sleeve 64 may be provided between the two sliding bearings 62, as shown in Fig. 2, or the sleeve member 40 may optionally be additionally formed on its inside as a spacer sleeve (not shown).
  • no additional layer of egg ⁇ nem elastic, heat or temperature-resistant material, between the sliding bearings 62, the spacer sleeve and the sleeve member 40 is provided.
  • a layer 44 as described above with reference to FIG. 1, can be provided, depending on the function and intended use.
  • the radial bearing arrangement 34 in FIGS. 1 and 2 with the sleeve element 40 is merely an example of a bearing of the shaft 28 in the radial direction.
  • a thrust bearing arrangement 36 with at least one thrust bearing can alternatively additionally be provided, as shown by way of example in FIGS. 1 and 2.
  • the shaft 28 in the turbocharger housing 10 may have any other radial bearing arrangement 34 and / or thrust bearing arrangement 36 with the sleeve element 40 with the two collar sections 38.
  • roller bearings are also possible in principle, as well as non-contact bearings, such as bearings. Magnetic bearing etc.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung (34) zur Lagerung einer Welle (28) in einem Turboladergehäuse (10, 14, 16, 18), wobei die Lageranordnung ein Hülsenelement (40) aufweist, wobei das Hülsenelement an jedem Ende einen Kragenabschnitt (38) aufweist, zur Befestigung der Lageranordnung in dem Turboladergehäuse.

Description

Beschreibung
Lageranordnung für eine Welle eines Turboladers Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung zur Lagerung einer Welle in einem Turbolader, insbesondere einem Turbolader mit einem Turboladergehäuse das in Längsrichtung geteilt ist.
Turbolader dienen im Allgemeinen dazu den Wirkungsgrad eines Verbrennungsmotors zu verbessern und damit dessen Leistung zu steigern. Hierzu weist der Turbolader eine Turbine auf, die in dem Abgasmassenstrom einer angeschlossenen Brennkraftmaschine angeordnet ist, sowie einen Verdichter. Das Turbinen¬ rad der Turbine und das Verdichterrad des Verdichters sind dabei auf einer gemeinsamen Welle angeordnet. Im Betrieb wird das Turbinenrad über den Abgasmassenstrom der angeschlossenen Brennkraftmaschine angetrieben und treibt wiederum das Ver¬ dichterrad an. Der Verdichter verdichtet dabei die angesaugte Luft und führt diese der Brennkraftmaschine zu. Die Welle ist dabei in einem Lagergehäuse des Turboladers gelagert. Des Weiteren ist das Turbinenrad in einem Turbinengehäuse an¬ geordnet und das Verdichterrad in einem Verdichtergehäuse. Normalerweise ist die Welle über eine Radiallageranordnung in dem Lagergehäuse gelagert. Dabei kann zusätzlich eine Axial- lageranordnung vorgesehen werden, zum Aufnehmen von axialen Kräften .
Die bisherige Konstruktion von Turboladern sieht einzelne Ge¬ häuse vor, die aneinandergereiht befestigt und gegeneinander abgedichtet werden. Eine neue Form eines Turboladergehäuses sieht nun vor, das Turboladergehäuse in Längsrichtung zu tei¬ len und nicht wie bisher quer zu seiner Längsachse. Dieses neue Turboladergehäuse ist Gegenstand einer weiteren Patent¬ anmeldung . Demnach ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine geeignete Lageranordnung für eine Welle eines Turboladers be¬ reitzustellen, insbesondere eines Turboladers mit einem in Längsrichtung geteilten Turboladergehäuse.
Diese Aufgabe wird durch eine Lageranordnung insbesondere für ein in Längsrichtung geteiltes Turboladergehäuse mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Demgemäß wird erfindungsgemäß eine Lageranordnung bereitges¬ tellt für eine Welle zur Lagerung in einem Turboladergehäuse, wobei die Lageranordnung ein Hülsenelement aufweist, wobei das Hülsenelement an jedem Ende einen Kragenabschnitt auf- weist, zur Befestigung der Lageranordnung in axialer Richtung in dem Turboladergehäuse.
Die Lageranordnung hat dabei den Vorteil, dass sie mittels der Hülseneinrichtung mit den beiden Kragenabschnitten in dem Turboladergehäuse in axialer Richtung befestigt werden kann. Insbesondere kann die Lageranordnung, bei einem in wenigstens zwei Gehäusehälften in Längsrichtung geteilten Turboladergehäuse, vormontiert und anschließend in die Gehäusehälften eingelegt werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schemati¬ schen Figuren der Zeichnungen angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Schnittansicht einer Gehäusehälfte eines Tur¬ boladergehäuses von der Dichtungsseite aus gese¬ hen, wobei eine Welle in dem Turboladergehäuse mit einer Radiallageranordnung gemäß einer ersten Aus- führungsform der Erfindung versehen ist;
Fig. 2 eine Schnittansicht beider Gehäusehälften eines
Turboladergehäuses, wobei eine Welle in dem Turbo¬ ladergehäuse mit einer Radiallageranordnung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung versehen ist.
In allen Figuren sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente und Vorrichtungen - sofern nichts anderes angegeben ist - mit denselben Bezugszeichen versehen worden. Des Weiteren ist die Darstellung des Turboladers in den nachfolgenden Figuren rein schematisch, nicht maßstäblich und stark vereinfacht gezeigt.
In Fig. 1 ist eine Schnittansicht durch ein Turboladergehäuse 10 gezeigt, welches in Längsrichtung beispielsweise in zwei Gehäusehälften 12 geteilt ausgeführt ist. Eine Gehäusehälfte 12 des Turboladergehäuses 10 ist dabei von der Dichtungsseite her gezeigt . In dem Beispiel in Fig. 1 weist das Turboladergehäuse 10 ein Lagergehäuse 14, ein Turbinengehäuse 16 und ein Verdichterge¬ häuse 18 auf, wobei beispielsweise alle drei Gehäuse zu einem Gehäuse 10 zusammengefasst sind und in zwei Gehäusehälften 12 entlang der Längsrichtung geteilt ausgebildet sind. Grund- sätzlich kann wenigstens ein Gehäuseabschnitt oder ein Gehäu¬ se, wie das Laufradgehäuse 16, 18 und/oder das Lagergehäuse 14, in Längrichtung geteilt ausgebildet sein. Im vorliegenden Fall ist das Turboladergehäuse 10 in Längsrichtung beispiels¬ weise in einer horizontalen Ebene geteilt ausgeführt, wobei die Längsachse 20 des Turboladergehäuses 10 dabei in der ho¬ rizontalen Ebene liegt. Grundsätzlich kann das Turboladerge¬ häuse 10 aber in jeder Ebene in Längsrichtung in wenigstens zwei Gehäusehälften 12 geteilt ausgebildet sein. Des Weiteren muss die Längsachse 20 nicht in dieser Teilungsebene liegen oder diese beispielsweise schneiden, sie kann dies aber tun.
In dem vorliegenden Beispiel ist das Turboladergehäuse 10 wahlweise zusätzlich zumindest teilweise temperierbar ausge- führt. Genauer gesagt weist das Turboladergehäuse 10 z.B. in dem Bereich des Turbinengehäuses 16 und des Lagergehäuses 14 einen zusätzlichen Fluidmantel 22 auf, in welchem ein Temperiermedium oder Temperierfluid, wie z.B. Wasser, geführt werden kann, um diesen Bereich des Turboladergehäuses 10 zu tem- perieren, d.h. zu kühlen und/oder zu heizen.
Die in Fig. 1 gezeigte Gehäusehälfte 12 wird an der anderen entsprechenden Gehäusehälfte (nicht dargestellt) befestigt und vorzugsweise abgedichtet. Dazu sind in der in Fig. 1 ge- zeigten Ausführungsform beispielsweise wenigstens eine oder mehrere Bohrungen 24 zum Verschrauben der beiden Gehäusehälften 12 miteinander vorgesehen. Es kann hierbei auch jede andere Form der Befestigung vorgesehen werden, die geeignet ist die beiden Gehäusehälften 12 miteinander zu verbinden und ei- ne Abdichtung zwischen den beiden Gehäusehälften 12 zu ermöglichen oder selbst bereitzustellen. In Fig. 1 ist dabei eine Aussparung 26 oder Nut vorgesehen, in welche eine Dichtungseinrichtung eingelegt wird, zum Abdichten der beiden Gehäusehälften 12. Die Aussparung 26 und deren Verlauf ist dabei rein beispielhaft. Die Abdichtung der beiden Gehäusehälften 12 bildet des Weiteren eine eigene Patentanmeldung.
In Fig. 1 ist in dem Lagergehäuseabschnitt 14 des Turbolader¬ gehäuses 10 eine Welle 28 gelagert, auf welcher ein Turbinen- r
rad 30 einer Turbine und ein Verdichterrad 32 eines Verdich¬ ters vorgesehen sind. Das Turbinenrad 30 ist dabei in dem Turbinengehäuseabschnitt 16 und das Verdichterrad 32 in dem Verdichtergehäuseabschnitt 18 des Turboladergehäuses 10 an- geordnet. In dem vorliegenden Beispiel weist die Welle 28 ei¬ ne Radiallageranordnung 34 auf, sowie eine zusätzliche Axial¬ lageranordnung 36.
Durch die Teilung in Längsrichtung des Turboladergehäuses 10 entsteht eine Fuge innerhalb der Lagerflächen der Radialla¬ geranordnung 34 in Fig. 1. Die Bohrung in welcher die Lageranordnung 34 zum Lagern der Welle 28 angeordnet wird fällt normalerweise toleranzbedingt etwas oval aus. Um die Ovalität der zentralen Bohrung, welche durch die Teilung in zwei Gehäusehälften 12 zwei Bohrungshälften bildet, auszugleichen und eine Deformation der eingelegten Lageranordnung 34 zu vermeiden, wird die Lageranordnung 34 gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung über federnd wirkende Kragenabschnitte 38 axial verspannt eingebaut.
In Fig. 1 ist die Welle 28 über eine Radiallageranordnung 34 gelagert. Die Radiallageranordnung 34 weist dabei außen ein Hülsenelement 40 auf, das beispielsweise aus Metall, z.B. Stahl, besteht oder dieses aufweist oder aus einem anderen geeigneten Material besteht.
Das erfindungsgemäße Hülsenelement 40 weist in der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform jeweils einen Kragenabschnitt 38 an seinen beiden Enden auf. Dabei sind beispielsweise wenigstens einer oder beide Kragenabschnitte 38 des Hülsenelements 40 hierbei federnd ausgebildet, um zwischen zwei Anschlägen oder Aufnahmen 42 bzw. hier Vorsprüngen des Turboladergehäuses 10 eingespannt zu werden und die in dem Hülsenelement 40 vorge¬ sehene Lageranordnung 34 in axialer Richtung zu verspannen. Einer oder beide Kragenabschnitte 38 können ebenso nicht fe¬ dernd bzw. steif ausgebildet werden und zwischen den beiden Aufnahmen 42 eingelegt werden. Dabei können wahlweise zusätzlich ein oder beide Kragenabschnitte 38, welche steif oder federnd ausgebildet sind, an der zugeordneten Aufnahme 42, beispielsweise mittels Schrauben und/oder Stiften, befestigt werden (nicht dargestellt).
Die Kragenabschnitte 38 sind dabei beispielsweise einstückig mit dem Hülsenelement 40 verbunden und können durch die
Längsteilung des Turboladergehäuses 10 leicht in die entspre¬ chende Gehäusehälfte 12 eingelegt werden. Einer oder beide Kragenabschnitte 38 können aber auch als separate Teile aus¬ gebildet und an dem Hülsenelement 40 befestigt sein, bei- spielsweise durch Verschrauben, Verrasten usw. des Kragenabschnitts 38 mit dem Hülsenelement 40, wie in Fig. 1 bei dem Kragenabschnitt 38 auf der Verdichterseite mit einer gestri¬ chelten Linie angedeutet ist. Des Weiteren können ein oder beide Kragenabschnitte 38 des Hülsenelements 40 außerdem wahlweise zusätzlich aus dem Öl- raum sowohl turbinenseitig, wie in Fig. 1 gezeigt ist, als auch verdichterseitig (nicht dargestellt) herausgeführt wer¬ den und weitere Funktionen übernehmen, wie beispielsweise die eines Hitzeschildes. Einer oder beide Kragenabschnitte 38 können aber auch innerhalb des Ölraums verbleiben.
Das Hülsenelement 40 kann, wie in der Ausführungsform in Fig. 1 gezeigt ist, eine Hülse 44 aufnehmen, welche beispielsweise zwei Gleitlagerabschnitte 46 aufweist. Alternativ kann das Hülsenelement 40 auch selbst beispielsweise als radiale
Gleitlageranordnung ausgebildet sein (nicht dargestellt) und zwei Gleitlagerabschnitte bilden, so dass die Hülse 44 wegge¬ lassen werden kann. Statt der Hülse 44 in Fig. 1 können auch η
zwei Radiallager z.B. in Form von Gleitlagern vorgesehen werden, die wahlweise zusätzlich über eine Distanzhülse zueinan¬ der beabstandet in dem Hülsenelement 40 angeordnet sind, wie in nachfolgender Fig. 2 gezeigt ist. Alternativ kann auch das Hülsenelement auf seiner Innenseite als Distanzhülse ausge¬ bildet sein mit einem Anschlag für beide Gleitlager (nicht dargestellt) . Neben Gleitlagern kann auch jede andere Art von Lagern vorgesehen werden, beispielsweise berührungsfreie La¬ ger, wie z.B. Magnetlager, oder Wälzlager usw..
Des Weiteren kann wahlweise zusätzlich zwischen der Hülse 44 in Fig. 1 und dem Hülsenelement 40 eine Lage 48 aus wenigs¬ tens einer oder mehreren Schichten aus einem elastischen, hitzebeständigen oder temperaturbeständigen Material vorgese- hen werden, wie in Fig. 1 dargestellt ist. Das Material be¬ steht dabei beispielsweise aus einem Polymer, Elastomer und/oder Hartgummi. Die Erfindung ist aber auf diese Materialien nicht beschränkt. Grundsätzlich kann jedes andere geeig¬ nete, hitzebeständige oder temperaturbeständige, elastische Material eingesetzt werden. Ein Vorteil der Radiallageranord¬ nung 34 bestehend z.B. aus dem Hülsenelement 40 und der darin aufgenommenen Hülse 44 mit den beiden Lagerabschnitten 46 ist, dass die Radiallageranordnung 34 insgesamt komplett vor¬ moniert werden kann und somit beispielsweise ohne die umge- benden Gehäuse betriebsausgewuchtet werden kann.
Neben der Radiallageranordnung 34 kann wahlweise zusätzlich eine Axiallageranordnung 36 vorgesehen werden, welche z.B. wenigstens ein Axiallager beispielsweise in Form eine Axial- lagerscheibe 50 aufweist. Die Axiallagerscheibe 50 kann dabei zusätzlich so ausgebildet sein, dass ein Ölabweisblech 52 darauf angeordnet werden kann. Des Weiteren kann zusätzlich im Anschluss eine Buchseneinrichtung 54 oder eine Hülseneinrichtung vorgesehen werden, welche wahlweise mit einem oder mehr zusätzlichen Dichtungselementen 56, z.B. in Form von zwei Kolbenringdichtungen, versehen ist zum Abdichten des Lagergehäuseabschnitts 14 gegenüber dem Verdichtergehäuseab¬ schnitt 18.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, wird die Hülse 44 auf die Welle 28 aufgeschoben, wobei die Welle 28 beispielsweise einen Absatz mit einem Anschlag für die Hülse 44 bildet. Am anderen Ende der Hülse 44 ist das Axiallager bzw. hier z.B. die Axialla- gerscheibe 50 vorgesehen. Die Welle 28 kann mit der Hülse 44, der Lage 48 aus einem elastischen Material oder Materialkombination und dem Hülsenelement 40 mit den beiden Kragenab¬ schnitten 38 leicht in die Gehäusehälften 12 eingelegt werden. Über die Kragenabschnitte 38 des Hülsenelements 40 kann dabei die Radiallageranordnung 34 in axialer Richtung verspannt werden.
Des Weiteren können ein oder beide Kragenabschnitte 38 des Hülsenelements 40 zusätzlich zum Abdichten des Lagergehäu- seabschnitts 14 gegenüber dem Turbinengehäuseabschnitt 16 und/oder des Lagergehäuseabschnitts 14 gegenüber dem Verdichtergehäuseabschnitt (nicht dargestellt) eingesetzt werden. In dem in Fig. 1 gezeigten Beispiel sind z.B. zwei Dichtungsele¬ mente 56 in Form von z.B. Kolbenringdichtungen in entspre- chenden Nuten auf der Welle 28 angeordnet und bilden mit dem Kragenabschnitt 38 eine Abdichtung zum Abdichten des Lagerge¬ häuseabschnitts 14 gegenüber dem Turbinengehäuseabschnitt 16. Ein Dichtungselement 56, wie z.B. eine solche Kolbenringdich¬ tung, kann ebenso auch in einer entsprechenden Nut oder Aus- sparung des Hülsenelements 40 bzw. deren Kragenabschnitts 38 vorgesehen werden.
In Fig. 2 ist eine weitere Schnittansicht durch ein Turbola¬ dergehäuses 10 bestehend aus zwei Gehäusehälften 12, 13 dar- gestellt. Das Turboladergehäuse 10 ist in dem vorliegenden Beispiel ebenfalls in Längsrichtung in einer horizontalen Ebene geteilt ausgeführt. Eine erste Gehäusehälfte 12 mit z.B. einem Schmiermitteleinlass für eine Lageranordnung 34 bildet dabei das Oberteil und eine zweite Gehäusehälfte 13 mit beispielsweise einem Auslass für das Schmiermittel bildet das Unterteil. Beide Gehäusehälften 12, 13 werden vorzugswei¬ se dichtend miteinander verbunden. Stark vereinfacht und rein schematisch ist dabei die Dichtung 58 zwischen den beiden Ge- häusehälften 12, 13 in Fig. 2 angedeutet. Die Dichtung 58 ist Bestandteil einer eigenen Patentanmeldung. Als Dichtung 58 kann beispielsweise eine Sickendichtung vorgesehen werden, die in Nuten oder Aussparungen einer oder beider Gehäusehälften 12, 13 eingelegt wird, wobei sich dann die übrigen nicht abgedichteten Gehäusehälfteflächen beispielsweise direkt berühren. Alternativ oder zusätzlich kann die Dichtung 58 auch wenigstens einen O-Ring und/oder wenigstens ein Elastomer aufweisen für kältere Bereiche, wie den Verdichtergehäuseab¬ schnitt 18, und eine Sickendichtung für wärmere Bereiche, beispielsweise den Lagergehäuseabschnitt 14 und insbesondere den Turbinengehäuseabschnitt 16. Der Verlauf einer Aussparung oder Nut zum Aufnehmen der Dichtung 58 ist dabei stark vereinfacht und rein beispielhaft in Fig. 1 dargestellt. Die Er¬ findung ist auf die Form der Aussparung bzw. Nut in Fig. 1 nicht beschränkt.
In der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform der Lageranordnung 34 bzw. hier Radiallageranordnung 34 ist wiederum ein Hülsenelement 40 zur Aufnahme der Radiallagerung vorgesehen. Alter- nativ kann das Hülsenelement 40 aber auch z.B. direkt zusätzlich als Radiallageranordnung ausgebildet sein (nicht dargestellt) mit z.B. zwei Radialgleitlagerabschnitten. 1
Das Hülsenelement 40 weist ebenfalls an seinen beiden Enden jeweils einen Kragenabschnitt 38 auf, wobei der Kragenab¬ schnitt 38 auf der Turbinenseite zusätzlich als Hitzeschild 60 ausgebildet ist. Beide Kragenabschnitte 38 sind zwischen zwei Aufnahmen 48 oder Anschlägen bzw. Vorsprüngen in dem
Turboladergehäuse 12 in axialer Richtung einspannbar. Wie zuvor mit Bezug auf Fig. 1 beschrieben wurde, können ein oder beide Kragenabschnitte 38 federnd ausgebildet werden oder auch wenigstens ein oder beide Kragenabschnitte 38 steif bzw. nicht flexibel ausgebildet sein. Wenigstens einer oder beide Kragenabschnitte 38 können dabei an einer Aufnahme 42 bzw. einem Anschlag in dem Turboladergehäuse 10 festgeschraubt werden, wie mit einer gestrichelten Linie an dem Kragenabschnitt 38 auf der Verdichterseite angedeutet ist. Einer oder beide Kragenabschnitte 38 können dabei einstückig mit dem Hülsenelement 40 ausgebildet sein oder als separates Teil, das an dem Hülsenelement 40 beispielsweise wahlweise zusätz¬ lich angeschraubt oder eingerastet werden kann. Dies gilt für alle Ausführungsformen der Erfindung.
In der Ausführungsform des Hülsenelements in Fig. 2 ist ein Kragenabschnitt 38 einstückig mit dem Hülsenelement 40 ausge¬ bildet. Der andere Kragenabschnitt 38 ist beispielsweise so ausgebildet, dass er entweder nur mit seinem Ende an dem Hül- senelement 40 anliegt, wie in Fig. 2 gezeigt ist, oder auf das Hülsenelement 40 aufsteckbar ist und/oder an dem Hülsenelement 40 einrastbar ist. In dem Beispiel wie es in Fig. 2 dargestellt ist, liegt der separate Kragenabschnitt 38 an dem Hülsenelement lediglich an und wird an dem Absatz bzw. Vor- sprung des Turboladergehäuses 10 wahlweise zusätzlich befes¬ tigt, beispielsweise dort angeschraubt.
In dem Hülsenelement 40 sind als Radiallager 62 beispielswei¬ se zwei Gleitlager vorgesehen. Wahlweise kann dabei zusätz- lieh eine Distanzhülse 64 zwischen den beiden Gleitlagern 62 vorgesehen werden, wie in Fig. 2 gezeigt ist, oder das Hülsenelement 40 wahlweise zusätzlich auf seiner Innenseite als Distanzhülse ausgebildet sein (nicht dargestellt). In dem in Fig. 2 gezeigten Beispiel ist keine zusätzliche Lage aus ei¬ nem elastischen, hitze- bzw. temperaturbeständigen Material, zwischen den Gleitlagern 62, der Distanzhülse und dem Hülsenelement 40 vorgesehen. Grundsätzlich kann aber so eine Lage 44, wie sie zuvor mit Bezug auf Fig. 1 beschrieben wurde, vorgesehen werden, je nach Funktion und Einsatzzweck.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie darauf nicht be¬ schränkt, sondern ist auf vielfältige Weise modifizierbar. Die vorgenannten Ausführungsformen sind miteinander kombinierbar, insbesondere einzelne Merkmal davon.
Die Radiallageranordnung 34 in den Fig. 1 und 2 mit dem Hülsenelement 40 ist lediglich ein Beispiel für eine Lagerung der Welle 28 in radialer Richtung. Des Weiteren kann wahlweise zusätzlich eine Axiallageranordnung 36 mit wenigstens einem Axiallager vorgesehen werden, wie in den Fig. 1 und 2 beispielhaft gezeigt ist. Grundsätzlich kann die Welle 28 in dem Turboladergehäuse 10 jede andere Radiallageranordnung 34 und/oder Axiallageranordnung 36 mit dem Hülsenelement 40 mit den beiden Kragenabschnitten 38 aufweisen. Neben Gleitlagern sind auch prinzipiell Wälzlager möglich, sowie berührungslose Lager, wie z.B. Magnetlager usw..

Claims

Lageranordnung (34) zur Lagerung einer Welle (28) in einem Turboladergehäuse (10, 14, 16, 18), wobei die Lager¬ anordnung (34) ein Hülsenelement (40) aufweist, wobei das Hülsenelement (40) an jedem Ende einen Kragenab¬ schnitt (38) aufweist, zur Befestigung der Lageranord¬ nung (34) in dem Turboladergehäuse (10, 14, 16, 18) .
Lageranordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass ein oder beide Kragenab¬ schnitte (38) einstückig an dem Hülsenelement (40) aus¬ gebildet sind, wobei ein oder beide Kragenabschnitte (38) flexibel oder steif ausgebildet sind.
Lageranordnung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass ein oder beide Kragenab¬ schnitte (38) als separates Teil ausgebildet sind, wobei ein oder beide Kragenabschnitte (38) flexibel oder steif ausgebildet sind.
Lageranordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, dass das Hülsenelement (40) über die beiden Kragenabschnitte (38) zwischen entsprechenden Aufnahmen (42) oder Vorsprüngen am Turboladergehäuse befestigbar ist, insbesondere in axialer Richtung einspannbar oder verspannbar ist.
Lageranordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder beide Kragenab¬ schnitte (38) an einer zugeordneten Aufnahme (42) oder Vorsprung des Turboladergehäuses befestigbar sind, in¬ sbesondere mittels Verschrauben und/oder Verstiften.
Lageranordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis
5, dadurch gekennzeichnet, dass ein jeweils als separa¬ tes Teil ausgebildeter Kragenabschnitt (38) an das Hül¬ senelement (40) mit seinem Ende anlegbar, aufschiebbar, einschiebbar, einrastbar, verstiftbar und/oder ver- schraubbar ist.
Lageranordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis
6, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder beide Kragenab¬ schnitte (38) zusätzlich als Hitzeschild (60) ausgebil¬ det sind.
Lageranordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis
7, dadurch gekennzeichnet, dass das Hülsenelement (40) aus Metall oder einer Metalllegierung besteht oder diese aufweist .
Lageranordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis
8, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder beide Kragenab¬ schnitte (38) mit einer in dem Hülsenelement (40) zu la¬ gernden Welle (28) dichtend verbindbar sind.
Lageranordnung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass das Hülsenelement (40) der Lageranordnung (34) wenigstens ein oder zwei Radiallager (62) aufweist, wobei das jeweilige Radiallager ein Radi¬ algleitlager, ein Magnetlager oder ein Wälzlager ist.
Lageranordnung nach Anspruch 9 oder 10,
dadurch gekennzeichnet, dass zwei Radiallager (62) über eine Hülse (44) verbunden sind, wobei die Hülse (44) als separates Teil ausgebildet ist oder einstückig mit den beiden Radiallagern (62) ausgebildet ist und/oder einstückig mit dem Hülsenelement (40) ausgebildet ist.
12. Lageranordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Innenseite des Hülsenelements (40) eine Lage (48) aus einem elastischen hitzbeständigen oder temperaturbeständigen Material oder Materialkombination vorgesehen ist.
13. Turboladergehäuse (10, 14, 16, 18) mit einer Lageranord¬ nung (34) zur Lagerung einer Welle (28) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12.
14. Turboladergehäuse nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Abschnitt des Turboladergehäuses (10, 14, 16, 18) in wenigstens zwei oder mehr Gehäusehälften (12, 13) in Längsrichtung geteilt ist, wobei das Turboladergehäuse ein Verdichterge¬ häuse (18), ein Lagergehäuse (14) und/oder ein Turbinengehäuse (16) umfasst.
15. Turboladergehäuse nach Anspruch 13 oder 14,
dadurch gekennzeichnet, dass das Turboladergehäuse in wenigstens zwei oder mehr Gehäusehälften in Querrichtung geteilt ist, wobei das Turboladergehäuse ein Verdichter¬ gehäuse, ein Lagergehäuse und/oder ein Turbinengehäuse umfasst .
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