WO2019072408A1 - Impeller for a turbocharger, turbocharger, and method for balancing a rotor assembly for a turbocharger - Google Patents
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- F05D2220/00—Application
- F05D2220/40—Application in turbochargers
Definitions
- the invention relates to an impeller for an exhaust gas turbocharger of the type specified in the preamble of claim 1, an exhaust gas turbocharger according to claim 5 and a method for balancing a running gear for an exhaust gas turbocharger specified in the preamble of claim 6 Art.
- the published patent application DE 10 2010 048 099 A1 discloses a power tool with an impeller of an exhaust gas turbocharger.
- the impeller has impeller blades which face away on a wheel hub, with a Ramony and a Ramony
- Pear segment-shaped balance mark thus has a base body, which has a head which is formed substantially smaller compared to the base body.
- the problem is that the base body is disposed facing a wheel center, whereas the head is positioned facing a Radau touchkante. This means that due to a blade channel tapering in the direction of the wheel center with the balancing mark formed in this way, there is a limitation with regard to removal of material to eliminate the imbalance.
- Wheel diameter of the impeller is set, in which there is usually a minimum wall thickness. This then leads in the worst case to an increased
- Exhaust gas turbocharger to provide such an exhaust gas turbocharger and a method for balancing a rotor of such exhaust gas turbocharger, whereby an improved balancing is possible.
- Patent claim 5 and by a method for balancing a running gear for an exhaust gas turbocharger with the features of claim 6 solved.
- Advantageous embodiments with expedient and non-trivial developments of the invention are specified in the dependent claims.
- the first aspect of the invention relates to an impeller for an exhaust gas turbocharger, which is rotatably mounted in a housing of the exhaust gas turbocharger about an axis of rotation.
- the impeller has a wheel hub with a Ra phenomenon and one of Rahypos in a housing of the exhaust gas turbocharger about an axis of rotation.
- a plurality of impeller vanes are formed to extend, wherein in a second blade adjacent to a first vane of the plurality of impeller blades and one of the first vane of the plurality of Impeller blades trained blade channel a balancing mark is arranged.
- the balancing mark has a triangular shape, preferably a triangular shape.
- a maximum stress of the milling is at the edge of the milling, that is, in other words, in an area with greater material thickness of the impeller as it is, for example, given in a center of the balancing mark, as for example
- This design of the balancing brand is a running gear, the impeller
- the running gear is assigned and which comprises a shaft with which the impeller rotatably connect, or is connected, particularly good balance, so that the running gear can perform a particularly good and at least almost unbalance-free rotational movement during operation of the exhaust gas turbocharger.
- one leg of the balancing mark is arranged to extend in the circumferential direction.
- a brand floor of the balancing mark is smaller than a free area of the balancing mark. This means in other words that the legs of the balancing mark are tapered in the direction of the wheel back. The advantage is to be seen in a reduction of a notch stress, since between the
- Compressor which has a smaller wall thickness between the Raley and the Radstirn in particular at a Radau jointkante compared to a turbine wheel.
- the reduction of the wall thickness is used in addition to a reduction of a mass moment of inertia of the impeller of a material reduction, whereby material costs of the impeller also reduce and thus the compressor can be produced inexpensively.
- the balancing mark is of triangular shape, the circumference of the balancing mark can be adjusted at a small depth extension of the balancing mark in such a way that sufficient material removal can be achieved in order to produce an unbalanced impeller.
- the second aspect of the invention relates to an exhaust gas turbocharger, in particular for an internal combustion engine, with a housing rotatably mounted in a housing
- the running gear of the exhaust-gas turbocharger has a particularly smooth rotational movement, which is beneficial for efficient operation of the exhaust-gas turbocharger and a long service life.
- the third aspect of the invention relates to a method for balancing a rotatably mounted in a housing of an exhaust gas turbocharger running tool, in particular an impeller of the running tool, which has a plurality of impeller blades on a wheel hub of the impeller.
- a vane passage having a first vane of the plurality of impeller vanes and a second vane of the plurality of impeller vanes adjacent to the first vane.
- the balancing mark according to one of claims 1 to 4 is produced in a high-speed balancing.
- One advantage is the fact that with the aid of the high-speed balancing method, the running gear can be balanced completely, not just the individual wheels independently of one another, in one operation, whereby a substantial reduction in the time of balancing the running gear is realized. Furthermore, for example.
- a cost-effective production of the balancing mark is achieved with a material-removing method, in other words by material removal, wherein preferably a milling method is used.
- a ball-head shaped tool is used, so that in the area of juxtaposed edges and / or surfaces,
- Connecting elements and / or transitions can be formed rounded.
- the advantage is to be seen in a significant reduction of notch stresses, which in the range of sharp, thus not rounded trained
- Fig. 1 in a perspective view a section of an impeller gem. the prior art
- FIG. 2 in a perspective view a section of another
- Fig. 3 is a perspective view of a section of a
- Impeller according to the invention in a first embodiment
- FIG. 4 is a perspective view of a detail of the impeller according to the invention in a second embodiment
- FIG. 5 is a perspective view of a detail of the impeller according to the invention in a third embodiment
- FIG. 6 is a perspective view of a detail of the impeller according to the invention in a fourth embodiment.
- An impeller 1 of a power tool 2 for an exhaust gas turbocharger 3 according to the prior art is formed as shown in FIG.
- the impeller 1 is formed in the form of a compressor wheel.
- the rotor 2 comprises the compressor wheel 1 and a not-shown turbine wheel, which is non-rotatably connected via a shaft, not shown, with the compressor wheel 1.
- the running gear 2 is in a non-illustrated bearing portion of the
- Exhaust gas turbocharger 3 rotatably mounted about a non-illustrated axis of rotation of the power tool 2.
- the turbine is in a not shown
- the compressor wheel 1 comprises a plurality of impeller blades 4, with the aid of which it sucks in the air, which are arranged on a wheel hub 5 of the compressor wheel 1.
- the hub 5 has a Rastor 6 and not shown, from
- Ramony 6 averted trained Radstirn the wheel hub 5 on.
- the plurality of impeller blades 4 is arranged extending from the Radstirn to the Rastructure 6 extending on the wheel hub 5. Between every two blades of the plurality of
- Impeller blades 4 a first blade 7 and a second blade 8, a blade channel 9 is formed with a channel bottom 10, along which the air flows.
- the impeller 1 is rotatable about a rotation axis, not shown.
- a balancing mark 11 is formed on the channel bottom 10 of the compressor wheel 1.
- Balancing mark 11 of the impeller according to the prior art shown in Fig. 1, is punctiform.
- FIG. 2 another impeller according to the prior art is shown.
- the trained balance mark 11 is elongated and slightly curved.
- a balance mark 11 according to the invention as according to a first
- Embodiment illustrated in Fig. 3 is formed triangular shape.
- Balancing mark 11 has a first leg 12, a second leg 13 and a third leg 14, which are connected to each other by means of connecting elements 15.
- the connecting elements 15 are formed bent, whereas the legs 12, 13, 14 substantially, relative to the connecting elements 15, are rectilinear.
- the triangular-shaped balance mark 11 is predominantly triangular in shape relative to its circumference. Likewise, however, it could also be executed in terms of their depth extension T triangular shape. Or it could also be triangular-shaped, thus tetrahedral, in all three dimensions. These may be uniform, uneven or isosceles triangles.
- the material-removing tool or, on the other hand, the impeller 1 or the impeller 2 itself can be moved.
- a straight balancing mark 11 can preferably be produced with a moving tool, whereas the balancing mark 11 according to the invention with a moving running wheel 1 or moving running tool 2 and a moving tool is preferred.
- the running gear is installed in the bearing housing and clamped in the high-speed balancing machine, resulting in access for a material removal on the wheel hub 5 in the axial direction. If other machines are used, radial-axial machining can take place at certain angles. This results in access to areas of the wheel hub 5, which lie radially inward in the direction of the wheel back 6, where the
- Tensions are not that high. Here, for example, more material could be removed.
- the depth extension T of the balance mark 11 can likewise be increased. Compared to the usual balancing marks, sufficient material can be removed to eliminate the imbalance, since due to the triangular-shaped balance mark 11, the material removal in three
- the first leg 12, which may also be regarded as the base side of the balancing mark 11, is arranged to extend in the circumferential direction U.
- a tip 16 of the balancing mark 11 is positioned away from a Radau touchkante 17 and arranged facing a Radmitte the impeller.
- the balancing mark 11 is arranged as it were adapted to an extension of the channel bottom 10, which is tapered starting from the Radau touchkante 17 in the direction of the wheel center.
- Embodiment is slightly curved, whereby the balancing mark 11 can adapt to a curvature of the Radau jointkante 17.
- the curvature of the first leg 12 is substantially flatter than the curvature of the
- the legs 12, 13, 14 are formed in a straight line, wherein an extension in the circumferential direction U of the balance mark 11 of the second
- Embodiment is enlarged.
- the curvatures of the connecting elements 15 are for reducing a
- Notch tension between the colliding legs 12, 13, 14 provided.
- a further reduction of the notch stress is achieved by a between the legs 12, 13, 14 and a brand floor 18 of the balance mark 11th
- the brand floor 18 is smaller than a free area 20 of the balancing mark 11, as can be seen in particular by the balancing mark 11 illustrated in FIG. 5 according to a third exemplary embodiment.
- the free surface 20 of the balancing mark 11 corresponds to the area spanned between the legs 12, 13, 14 in the plane of the channel bottom 10.
- any material-removing method in other words any material removal, can be used to bring about the balancing mark 11.
- the impeller 1 is designed in the form of the turbine wheel, grinding is conceivable.
- the material removal could be achieved by means of a laser process.
- the balancing mark 11 could be generated.
- the advantage of milling is to be seen in a possible surface treatment and in a cost advantage over other methods, since milling is inexpensive and flexible.
- the impeller 1, in particular in FIG. 6, in the form of a compressor wheel, has the balancing mark 11, which was produced with a ball end mill.
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Abstract
The invention relates to an impeller for a turbocharger. The impeller (1) is mounted in a housing of the turbocharger (3) in a rotatable manner about an axis of rotation, wherein the impeller (1) and has an impeller hub (5) comprising an impeller back (6) and an impeller front facing away from the impeller back (6), and a plurality of impeller blades (4) are formed on the impeller hub (5) so as to extend between the impeller back (6) and the impeller front. A balancing mark (11) is arranged in a blade channel (9) formed between a first blade (7) of the plurality of impeller blades (4) and a second blade (8) of the plurality of impeller blades (4), said second blade being arranged adjacently to the first blade (7). According to the invention, the balancing mark (12) is triangular-like. The invention additionally relates to a turbocharger comprising such an impeller and to a method for balancing a rotor assembly for such a turbocharger.
Description
Laufrad für einen Abgasturbolader, Abgasturbolader und Verfahren zum Auswuchten eines Laufzeugs für einen Abgasturbolader Impeller for an exhaust gas turbocharger, exhaust gas turbocharger and method for balancing a running gear for an exhaust gas turbocharger
Die Erfindung betrifft ein Laufrad für einen Abgasturbolader der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art, einen Abgasturbolader gemäß Patentanspruch 5 sowie ein Verfahren zum Auswuchten eines Laufzeugs für einen Abgasturbolader der im Oberbegriff des Patentanspruchs 6 angegebenen Art. The invention relates to an impeller for an exhaust gas turbocharger of the type specified in the preamble of claim 1, an exhaust gas turbocharger according to claim 5 and a method for balancing a running gear for an exhaust gas turbocharger specified in the preamble of claim 6 Art.
Die Offenlegungsschrift DE 10 2010 048 099 A1 offenbart ein Laufzeug mit einem Laufrad eines Abgasturboladers. Das Laufrad weist Laufradschaufeln auf, welche auf einer Radnabe, mit einem Radrücken und einer vom Radrücken abgewandt The published patent application DE 10 2010 048 099 A1 discloses a power tool with an impeller of an exhaust gas turbocharger. The impeller has impeller blades which face away on a wheel hub, with a Radrücken and a Radrücken
ausgebildeten Radstirn, angeordnet sind. Am Radrücken ist eine bogenförmige trained Radstirn, are arranged. At Radrücken is an arcuate
Wuchtmarke in das Laufrad eingebracht. Balancing mark introduced into the impeller.
Der Offenlegungsschrift DE 10 2015 219 374 A1 kann ein Laufzeug entnommen werden, welches eine birnensegmentformige Wuchtmarke aufweist. Diese The published patent application DE 10 2015 219 374 A1 discloses a power tool which has a pear segment-shaped balancing mark. These
birnensegmentformige Wuchtmarke weist somit einen Grundkörper auf, welcher einen Kopf aufweist, der im Vergleich zum Grundkörper wesentlich kleiner ausgebildet ist. Problematisch ist, dass der Grundkörper einer Radmitte zugewandt angeordnet ist, wohingegen der Kopf einer Radaußenkante zugewandt positioniert ist. Das bedeutet, dass aufgrund eines sich in Richtung Radmitte verjüngenden Schaufelkanals mit der derartig ausgebildeten Wuchtmarke eine Begrenzung hinsichtlich eines Materialabtrags zur Beseitigung der Unwucht gegeben ist. Pear segment-shaped balance mark thus has a base body, which has a head which is formed substantially smaller compared to the base body. The problem is that the base body is disposed facing a wheel center, whereas the head is positioned facing a Radaußenkante. This means that due to a blade channel tapering in the direction of the wheel center with the balancing mark formed in this way, there is a limitation with regard to removal of material to eliminate the imbalance.
Ebenso ist es bekannt, Wuchtmarken in die Nabe zwischen dem Radrücken und der Radstirn einzubringen. Dabei wird in einem zwischen zwei Laufradschaufeln It is also known to introduce balancing marks in the hub between the Radrücken and the Radstirn. It is in one between two impeller blades
ausgebildeten Schaufelkanal in dessen Kanalboden die Wuchtmarke angeordnet.
Unter Umständen kann in diesem Bereich allerdings nicht genügend abtragbare Masse zur Verfügung stehen, da bevorzugt die Wuchtmarke im Bereich eines größten trained blade channel in the channel bottom the balancing mark arranged. Under certain circumstances, however, not enough abradable mass may be available in this area, since preferably the balancing mark in the region of a largest
Raddurchmessers des Laufrades gesetzt wird, in dem üblicherweise eine geringste Wandstärke vorliegt. Dies führt dann im ungünstigsten Fall zu einer erhöhten Wheel diameter of the impeller is set, in which there is usually a minimum wall thickness. This then leads in the worst case to an increased
Ausschussrate. Rejection rate.
Bei Wuchtmarken, welche durch Fräsen hergestellt sind, treten hohe In balancing brands, which are produced by milling, occur high
Materialspannungen im Boden der Wuchtmarke, d. h. im Bereich einer kleinsten Dicke des Laufrades auf. Das bedeutet, dass zur Reduzierung bzw. Eliminierung der Unwucht ausreichend Material durch eine Materialabtragung über die Dicke des Laufrades abgetragen wird. Material stresses in the bottom of the balancing brand, d. H. in the range of a smallest thickness of the impeller. This means that to reduce or eliminate the imbalance sufficient material is removed by a material removal over the thickness of the impeller.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Laufrad für einen It is an object of the present invention to provide an improved impeller for a
Abgasturbolader, einen solchen Abgasturbolader sowie ein Verfahren zum Auswuchten eines Laufzeugs eines solchen Abgasturboladers bereitzustellen, wodurch ein verbessertes Auswuchten ermöglicht ist. Exhaust gas turbocharger to provide such an exhaust gas turbocharger and a method for balancing a rotor of such exhaust gas turbocharger, whereby an improved balancing is possible.
Diese Aufgabe wird durch ein Laufrad für einen Abgasturbolader mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 , durch einen Abgasturbolader mit den Merkmalen des This object is achieved by an impeller for an exhaust gas turbocharger with the features of claim 1, by an exhaust gas turbocharger with the features of
Patentanspruchs 5 sowie durch ein Verfahren zum Auswuchten eines Laufzeugs für einen Abgasturbolader mit den Merkmalen des Patentanspruchs 6 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Patent claim 5 and by a method for balancing a running gear for an exhaust gas turbocharger with the features of claim 6 solved. Advantageous embodiments with expedient and non-trivial developments of the invention are specified in the dependent claims.
Der erste Aspekt der Erfindung betrifft ein Laufrad für einen Abgasturbolader, welches in einem Gehäuse des Abgasturboladers um eine Drehachse drehbar gelagert ist. Das Laufrad weist eine Radnabe mit einem Radrücken und einer vom Radrücken The first aspect of the invention relates to an impeller for an exhaust gas turbocharger, which is rotatably mounted in a housing of the exhaust gas turbocharger about an axis of rotation. The impeller has a wheel hub with a Radrücken and one of Radrücken
abgewandt ausgebildeten Radstirn auf. Zwischen der Radnabe und dem Radrücken ist eine Mehrzahl von Laufradschaufeln sich erstreckend ausgebildet, wobei in einem zwischen einer ersten Schaufel der Mehrzahl von Laufradschaufeln und einer der ersten Schaufel benachbart angeordneten zweiten Schaufel der Mehrzahl von
Laufradschaufeln ausgebildeten Schaufelkanal eine Wuchtmarke angeordnet ist. away trained Radstirn on. Between the wheel hub and the wheel back, a plurality of impeller vanes are formed to extend, wherein in a second blade adjacent to a first vane of the plurality of impeller blades and one of the first vane of the plurality of Impeller blades trained blade channel a balancing mark is arranged.
Erfindungsgemäß ist die Wuchtmarke dreiecksformartig, bevorzugt dreiecksförmig, ausgebildet. According to the invention, the balancing mark has a triangular shape, preferably a triangular shape.
Der Vorteil ist eine Vergrößerung der Wuchtmarke ohne eine Mindestdicke des The advantage is an enlargement of the balancing mark without a minimum thickness of
Laufrades zu gefährden, da ein Materialabtrag zur Herbeiführung der Wuchtmarke dreidimensional erfolgt. Das heißt mit anderen Worten, dass der Materialabtrag in Richtung einer Längsachse des Laufrades, somit in die Tiefe des Laufrades bzw. in die Dicke des Laufrades, in Umfangsrichtung sowie in radialer Richtung des Laufrades erfolgt. Da der Materialabtrag in die genannten drei Richtungen erfolgt, kann im Endanger impeller, since a material removal to bring about the balancing mark takes place in three dimensions. In other words, the removal of material takes place in the direction of a longitudinal axis of the impeller, thus into the depth of the impeller or in the thickness of the impeller, in the circumferential direction and in the radial direction of the impeller. Since the removal of material takes place in the aforementioned three directions, can
Vergleich zu den Wuchtmarken des Standes der Technik wesentlich mehr Material abgetragen werden ohne die Festigkeit des Laufrades im Betrieb zu gefährden. Das bedeutet, dass eine Ausschussrate der hergestellten Laufräder wesentlich reduziert werden kann. Compared to the balancing marks of the prior art much more material to be removed without endangering the strength of the impeller during operation. This means that a scrap rate of the manufactured wheels can be significantly reduced.
Ein Spannungsmaximum der Fräsung liegt am Rand der Fräsung, das heißt mit anderen Worten in einem Bereich mit größerer Materialstärke des Laufrades, als sie bspw. in einem Zentrum der Wuchtmarke gegeben ist, wie dies bspw. bei A maximum stress of the milling is at the edge of the milling, that is, in other words, in an area with greater material thickness of the impeller as it is, for example, given in a center of the balancing mark, as for example
punktförmigen Wuchtmarken vorliegt. point-shaped balancing marks is present.
Durch diese Ausbildung der Wuchtmarke ist ein Laufzeug, dem das Laufrad This design of the balancing brand is a running gear, the impeller
zugeordnet ist und welches eine Welle umfasst, mit welchem das Laufrad drehfest zu verbinden, bzw. verbunden ist, besonders gut auszuwuchten, so dass das Laufzeug eine besonders gute und zumindest nahezu unwuchtfreie Drehbewegung während des Betriebs des Abgasturboladers durchführen kann. is assigned and which comprises a shaft with which the impeller rotatably connect, or is connected, particularly good balance, so that the running gear can perform a particularly good and at least almost unbalance-free rotational movement during operation of the exhaust gas turbocharger.
In einer Ausgestaltung ist ein Schenkel der Wuchtmarke sich in Umfangsrichtung erstreckend angeordnet. Der Vorteil liegt in einer optimierten Nutzung eines In one embodiment, one leg of the balancing mark is arranged to extend in the circumferential direction. The advantage lies in the optimized use of one
Kanalbodens des Schaufelkanals, welcher sich ausgehend von der Radaußenkante des Laufrades in Richtung einer Radmitte des Laufrades verjüngend und annähernd dreiecksformartig gestaltet ist. Somit können angepasst an den bestehenden Channel bottom of the blade channel, which is tapered starting from the Radaußenkante of the impeller in the direction of a wheel center of the impeller and approximately triangular shape. Thus, adapted to the existing
Kanalboden, die beiden weiteren Schenkel der dreiecksformartigen Wuchtmarke sich in
Richtung der Radmitte erstreckend zur Erzielung des notwendigen Materialabtrags angeordnet werden. Channel bottom, the two other legs of the triangle-shaped balance mark in Direction of the Radmitte extending to achieve the necessary material removal are arranged.
Da üblicherweise Spannung nahe einer Laufradschaufel gering sind, ist es vorteilhaft die Wuchtmarke nahe der Laufradschaufel auszubilden. Since usually stress near an impeller blade is small, it is advantageous to form the balancing mark near the impeller blade.
In einer weiteren Ausgestaltung ist ein Markenboden der Wuchtmarke kleiner als eine freie Fläche der Wuchtmarke. Das bedeutet mit anderen Worten, dass die Schenkel der Wuchtmarke sich in Richtung des Radrückens verjüngend ausgebildet sind. Der Vorteil ist in einer Reduzierung einer Kerbspannung zu sehen, da zwischen dem In a further embodiment, a brand floor of the balancing mark is smaller than a free area of the balancing mark. This means in other words that the legs of the balancing mark are tapered in the direction of the wheel back. The advantage is to be seen in a reduction of a notch stress, since between the
Markenboden und den Schenkeln ein abgerundeter, zumindest ein nicht scharfkantiger Übergang ausgebildet werden kann. Brand floor and the legs a rounded, at least one not sharp-edged transition can be formed.
Die erfindungsgemäße Wuchtmarke eignet sich insbesondere vorteilhaft für ein The balancing mark according to the invention is particularly advantageous for a
Verdichterrad, welches im Vergleich zu einem Turbinenrad eine geringere Wandstärke zwischen dem Radrücken und der Radstirn insbesondere an einer Radaußenkante aufweist. Die Reduzierung der Wandstärke dient neben einer Reduzierung eines Massenträgheitsmomentes des Laufrades einer Materialreduzierung, wodurch sich Materialkosten des Laufrades ebenfalls reduzieren und somit das Verdichterrad kostengünstig hergestellt werden kann. Da die Wuchtmarke dreiecksformartig ausgebildet ist, kann der Umfang der Wuchtmarke bei geringer Tiefenerstreckung der Wuchtmarke so angepasst werden, dass zur Herbeiführung eines unwuchtfreien Laufrades ein ausreichender Materialabtrag realisierbar ist. Compressor, which has a smaller wall thickness between the Radrücken and the Radstirn in particular at a Radaußenkante compared to a turbine wheel. The reduction of the wall thickness is used in addition to a reduction of a mass moment of inertia of the impeller of a material reduction, whereby material costs of the impeller also reduce and thus the compressor can be produced inexpensively. Since the balancing mark is of triangular shape, the circumference of the balancing mark can be adjusted at a small depth extension of the balancing mark in such a way that sufficient material removal can be achieved in order to produce an unbalanced impeller.
Der zweite Aspekt der Erfindung betrifft einen Abgasturbolader, insbesondere für eine Verbrennungskraftmaschine, mit einem in einem Gehäuse drehbar gelagerten The second aspect of the invention relates to an exhaust gas turbocharger, in particular for an internal combustion engine, with a housing rotatably mounted in a housing
Laufzeug, welches eine Welle sowie wenigstens ein mit der Welle drehfest Laufzeug, which rotates a shaft and at least one with the shaft
verbundenes erfindungsgemäßes Laufrad umfasst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung und umgekehrt anzusehen.
Das Laufzeug des Abgasturboladers weist in Folge des vorteilhaften Auswuchtens des Laufrads und insbesondere des Laufzeugs eine besonders ruhige Drehbewegung auf, was einem effizienten Betrieb des Abgasturboladers sowie einer langen Lebensdauer desselbigen zuträglich ist. comprises connected inventive impeller. Advantageous embodiments of the first aspect of the invention are to be regarded as advantageous embodiments of the second aspect of the invention and vice versa. As a result of the advantageous balancing of the impeller and in particular of the running tool, the running gear of the exhaust-gas turbocharger has a particularly smooth rotational movement, which is beneficial for efficient operation of the exhaust-gas turbocharger and a long service life.
Der dritte Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auswuchten eines in einem Gehäuse eines Abgasturboladers drehbar zu lagernden Laufzeugs, insbesondere eines Laufrads des Laufzeugs, welches eine Mehrzahl von Laufradschaufeln auf einer Radnabe des Laufrades aufweist. Zwischen zumindest einer ersten Schaufel der Mehrzahl von Laufradschaufeln und einer der ersten Schaufel benachbarten zweiten Schaufel der Mehrzahl von Laufradschaufeln ist ein Schaufelkanal mit einem The third aspect of the invention relates to a method for balancing a rotatably mounted in a housing of an exhaust gas turbocharger running tool, in particular an impeller of the running tool, which has a plurality of impeller blades on a wheel hub of the impeller. Between at least a first vane of the plurality of impeller vanes and a second vane of the plurality of impeller vanes adjacent to the first vane is a vane passage having a
Kanalboden ausgebildet, in welchem eine Wuchtmarke ausgebildet wird. Channel bottom formed in which a balancing mark is formed.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Wuchtmarke gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 in einem High-Speed-Balancing hergestellt wird. According to the invention, it is provided that the balancing mark according to one of claims 1 to 4 is produced in a high-speed balancing.
Ein Vorteil ist darin zu sehen, dass mit Hilfe des High-Speed-Balancing-Verfahrens das Laufzeug vollständig, nicht nur die einzelnen Laufräder unabhängig voneinander, in einem Vorgang gewuchtet werden kann, wodurch eine wesentliche Zeitreduktion bei der Auswuchtung des Laufzeugs realisiert ist. Des Weiteren kann bspw. bei One advantage is the fact that with the aid of the high-speed balancing method, the running gear can be balanced completely, not just the individual wheels independently of one another, in one operation, whereby a substantial reduction in the time of balancing the running gear is realized. Furthermore, for example. At
Hinzufügung der Wuchtmarke am Verdichterrad eine Restunwucht des Turbinenrades korrigiert werden. Ebenso können durch elastische Effekte auftretende Unwuchten korrigiert werden. Addition of the balancing mark on the compressor wheel a residual imbalance of the turbine wheel can be corrected. Likewise, imbalances occurring due to elastic effects can be corrected.
Eine kostengünstige Herstellung der Wuchtmarke wird mit einem materialabtragenden Verfahren, mit anderen Worten durch Materialabtragung erzielt, wobei bevorzugt ein Fräsverfahren eingesetzt wird. Vorteilhaft wird ein kugelkopfformartiges Werkzeug eingesetzt, damit im Bereich aufeinandertreffender Kanten und/oder Flächen, A cost-effective production of the balancing mark is achieved with a material-removing method, in other words by material removal, wherein preferably a milling method is used. Advantageously, a ball-head shaped tool is used, so that in the area of juxtaposed edges and / or surfaces,
Verbindungselemente und/oder Übergänge abgerundet ausgebildet werden können. Der Vorteil ist in einer wesentlichen Reduzierung von Kerbspannungen zu sehen, welche im Bereich von scharfen, somit nicht abgerundet ausgebildeten Connecting elements and / or transitions can be formed rounded. The advantage is to be seen in a significant reduction of notch stresses, which in the range of sharp, thus not rounded trained
Verbindungselementen und/oder Übergängen auftreten, wie sie bspw. bei einem
Einsatz eines Zylinderkopffräsers ausgebildet werden, und zu einem Versagen des Laufrades, resp. des Laufzeugs führen können. Connecting elements and / or transitions occur, as for example. At a Use of a cylinder head cutter are formed, and to a failure of the impeller, respectively. of the tool.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawing. The features mentioned above in the description and
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 Feature combinations as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures are not only in the respectively indicated combination but also in others
Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Gleichen oder funktionsgleichen Elementen sind identische Bezugszeichen zugeordnet. Es zeigen: Combinations or alone, without departing from the scope of the invention. Identical or functionally identical elements are assigned identical reference numerals. Show it:
Fig. 1 in einer perspektivischen Darstellung einen Ausschnitt eines Laufrades gem. dem Stand der Technik, Fig. 1 in a perspective view a section of an impeller gem. the prior art,
Fig. 2 in einer perspektivischen Darstellung einen Ausschnitt eines weiteren Fig. 2 in a perspective view a section of another
Laufrades gem. dem Stand der Technik, Impeller acc. the prior art,
Fig. 3 in einer perspektivischen Darstellung einen Ausschnitt eines Fig. 3 is a perspective view of a section of a
erfindungsgemäßen Laufrades in einem ersten Ausführungsbeispiel, Impeller according to the invention in a first embodiment,
Fig. 4 in einer perspektivischen Darstellung einen Ausschnitt des erfindungsgemäßen Laufrades in einem zweiten Ausführungsbeispiel, 4 is a perspective view of a detail of the impeller according to the invention in a second embodiment,
Fig. 5 in einer perspektivischen Darstellung einen Ausschnitt des erfindungsgemäßen Laufrades in einem dritten Ausführungsbeispiel, und 5 is a perspective view of a detail of the impeller according to the invention in a third embodiment, and
Fig. 6 in einer perspektivischen Darstellung einen Ausschnitt des erfindungsgemäßen Laufrades in einem vierten Ausführungsbeispiel.
Ein Laufrad 1 eines Laufzeugs 2 für einen Abgasturbolader 3 gemäß dem Stand der Technik ist gemäß Fig. 1 ausgebildet. Das Laufrad 1 ist in Form eines Verdichterrades ausgebildet. Das Laufzeug 2 umfasst das Verdichterrad 1 und ein nicht näher dargestelltes Turbinenrad, welches über eine nicht näher dargestellte Welle mit dem Verdichterrad 1 drehfest verbunden ist. Fig. 6 is a perspective view of a detail of the impeller according to the invention in a fourth embodiment. An impeller 1 of a power tool 2 for an exhaust gas turbocharger 3 according to the prior art is formed as shown in FIG. The impeller 1 is formed in the form of a compressor wheel. The rotor 2 comprises the compressor wheel 1 and a not-shown turbine wheel, which is non-rotatably connected via a shaft, not shown, with the compressor wheel 1.
Das Laufzeug 2 ist in einem nicht näher dargestellten Lagerabschnitt des The running gear 2 is in a non-illustrated bearing portion of the
Abgasturboladers 3 um eine nicht näher dargestellte Drehachse des Laufzeugs 2 drehbar gelagert. Das Turbinenrad ist in einem nicht näher dargestellten Exhaust gas turbocharger 3 rotatably mounted about a non-illustrated axis of rotation of the power tool 2. The turbine is in a not shown
durchströmbaren Abgasführungsabschnitt des Abgasturboladers 3 drehbar permeable exhaust gas guide portion of the exhaust gas turbocharger 3 rotatable
aufgenommen. Über einen nicht näher dargestellten Eintrittskanal des added. About a non-illustrated inlet channel of the
Abgasführungsabschnitts wird das Turbinenrad mit Abgas einer nicht näher Exhaust passage section, the turbine wheel with exhaust gas one not closer
dargestellten, mit dem Abgasturbolader 3 durchströmbar verbundenen shown connected through the exhaust gas turbocharger 3
Verbrennungskraftmaschine beaufschlagt und in Rotation versetzt. Engaged internal combustion engine and set in rotation.
Durch die mit Hilfe der Welle ausgebildete drehfeste Verbindung mit dem Verdichterrad 1 wird das in einem nicht näher dargestellten Luftführungsabschnitt drehbar By trained with the help of the shaft rotatable connection with the compressor wheel 1 which is rotatable in an air guide section, not shown
aufgenommene Verdichterrad 1 ebenfalls in eine Rotationsbewegung versetzt, wobei es Luft ansaugt und verdichtet. Die verdichtete Luft wird über einen nicht näher dargestellten Austrittskanal des Luftführungsabschnitts der Verbrennungskraftmaschine zugeführt. taken compressor wheel 1 also in a rotational movement, wherein it sucks air and compressed. The compressed air is supplied via an outlet channel, not shown, of the air guide portion of the internal combustion engine.
Das Verdichterrad 1 umfasst eine Mehrzahl von Laufradschaufeln 4, mit deren Hilfe es die Luft ansaugt, welche auf einer Radnabe 5 des Verdichterrades 1 angeordnet sind. Die Radnabe 5 weist einen Radrücken 6 und eine nicht näher dargestellte, vom The compressor wheel 1 comprises a plurality of impeller blades 4, with the aid of which it sucks in the air, which are arranged on a wheel hub 5 of the compressor wheel 1. The hub 5 has a Radrücken 6 and not shown, from
Radrücken 6 abgewandt ausgebildete Radstirn der Radnabe 5 auf. Die Mehrzahl der Laufradschaufeln 4 ist sich von der Radstirn zum Radrücken 6 erstreckend auf der Radnabe 5 angeordnet. Zwischen jeweils zwei Schaufeln der Mehrzahl von Radrücken 6 averted trained Radstirn the wheel hub 5 on. The plurality of impeller blades 4 is arranged extending from the Radstirn to the Radrücken 6 extending on the wheel hub 5. Between every two blades of the plurality of
Laufradschaufeln 4, einer ersten Schaufel 7 und einer zweiten Schaufel 8, ist ein Schaufelkanal 9 mit einem Kanalboden 10 ausgebildet, entlang dessen die Luft strömt. Das Laufrad 1 ist um eine nicht näher dargestellte Drehachse drehbar.
Zur Herbeiführung einer besonders ruhigen Drehbewegung des Laufzeugs 2 ist am Kanalboden 10 des Verdichterrades 1 eine Wuchtmarke 11 ausgebildet. Die Impeller blades 4, a first blade 7 and a second blade 8, a blade channel 9 is formed with a channel bottom 10, along which the air flows. The impeller 1 is rotatable about a rotation axis, not shown. To bring about a particularly smooth rotational movement of the power tool 2, a balancing mark 11 is formed on the channel bottom 10 of the compressor wheel 1. The
Wuchtmarke 11 des in Fig. 1 dargestellten Laufrades gemäß dem Stand der Technik, ist punktförmig ausgebildet. Balancing mark 11 of the impeller according to the prior art shown in Fig. 1, is punctiform.
In Fig. 2 ist ein weiteres Laufrad gemäß dem Stand der Technik dargestellt. Die ausgebildete Wuchtmarke 11 ist länglich und leicht gebogen ausgeführt. In Fig. 2, another impeller according to the prior art is shown. The trained balance mark 11 is elongated and slightly curved.
Eine erfindungsgemäße Wuchtmarke 11 , wie sie gemäß einem ersten A balance mark 11 according to the invention, as according to a first
Ausführungsbeispiel in Fig. 3 illustriert ist, ist dreiecksformartig ausgebildet. Die Embodiment illustrated in Fig. 3 is formed triangular shape. The
Wuchtmarke 11 weist einen ersten Schenkel 12, einen zweiten Schenkel 13 und einen dritten Schenkel 14 auf, die mit Hilfe von Verbindungselementen 15 miteinander verbunden sind. Die Verbindungselemente 15 sind gebogen ausgebildet, wohingegen die Schenkel 12, 13, 14 im Wesentlichen, relativ zu den Verbindungselementen 15, geradlinig ausgeführt sind. Balancing mark 11 has a first leg 12, a second leg 13 and a third leg 14, which are connected to each other by means of connecting elements 15. The connecting elements 15 are formed bent, whereas the legs 12, 13, 14 substantially, relative to the connecting elements 15, are rectilinear.
Die dreiecksformartige Wuchtmarke 11 ist überwiegend bezogen auf ihren Umfang dreiecksformartig ausgebildet. Ebenso könnte sie allerdings auch bezüglich ihrer Tiefenerstreckung T dreiecksformartig ausgeführt sein. Oder sie könnte ebenso in allen drei Dimensionen dreiecksformartig, somit tetraederformartig ausgebildet sein. Es kann sich dabei um gleichmäßige, ungleichmäßige oder gleichschenkelige Dreiecke handeln. The triangular-shaped balance mark 11 is predominantly triangular in shape relative to its circumference. Likewise, however, it could also be executed in terms of their depth extension T triangular shape. Or it could also be triangular-shaped, thus tetrahedral, in all three dimensions. These may be uniform, uneven or isosceles triangles.
Zur Erzeugung der Wuchtmarke 11 im so genannten High-Speed-Balancing kann zum einen das materialabtragende Werkzeug oder zum anderen das Laufrad 1 bzw. das Laufzeug 2 selbst bewegt werden. Eine geradlinige Wuchtmarke 11 lässt sich bevorzugt mit bewegtem Werkzeug erzeugen, wohingegen die erfindungsgemäße Wuchtmarke 11 mit bewegtem Laufrad 1 bzw. bewegtem Laufzeug 2 und bewegtem Werkzeug bevorzugt herzustellen ist.
In der so genannten High-Speed-Balancing Maschine ist das Laufzeug im Lagergehäuse eingebaut und in der High-Speed-Balancing Maschine eingespannt, wodurch sich ein Zugang für einen Materialabtrag an der Radnabe 5 in axialer Richtung ergibt. Sofern andere Maschinen eingesetzt werden, kann eine radial-axial-Bearbeitung in bestimmten Winkeln erfolgen. Dadurch ergibt sich ein Zugang in Bereiche der Radnabe 5, die in Richtung des Radrückens 6 radial weiter innen liegen, wo die To generate the balancing mark 11 in the so-called high-speed balancing, on the one hand the material-removing tool or, on the other hand, the impeller 1 or the impeller 2 itself can be moved. A straight balancing mark 11 can preferably be produced with a moving tool, whereas the balancing mark 11 according to the invention with a moving running wheel 1 or moving running tool 2 and a moving tool is preferred. In the so-called high-speed balancing machine, the running gear is installed in the bearing housing and clamped in the high-speed balancing machine, resulting in access for a material removal on the wheel hub 5 in the axial direction. If other machines are used, radial-axial machining can take place at certain angles. This results in access to areas of the wheel hub 5, which lie radially inward in the direction of the wheel back 6, where the
Spannungen nicht so hoch sind. Hier könnte bspw. auch mehr Material abgetragen werden. Tensions are not that high. Here, for example, more material could be removed.
Zu Herbeiführung einer die Unwucht reduzierenden, insbesondere eliminierenden hinreichenden Abtragung einer Laufradmasse kann ebenso die Tiefenerstreckung T der Wuchtmarke 11 erhöht werden. Im Vergleich zu den üblichen Wuchtmarken, kann ausreichend notwendiges Material zur Eliminierung der Unwucht abgenommen werden, da aufgrund der dreiecksformartigen Wuchtmarke 11 der Materialabtrag in drei In order to bring about an imbalance-reducing, in particular eliminating, sufficient removal of an impeller mass, the depth extension T of the balance mark 11 can likewise be increased. Compared to the usual balancing marks, sufficient material can be removed to eliminate the imbalance, since due to the triangular-shaped balance mark 11, the material removal in three
Dimensionen erfolgt. Dimensions are done.
Der erste Schenkel 12, weicher auch als Grundseite der Wuchtmarke 11 angesehen werden kann, ist sich in Umfangserstreckungsrichtung U erstreckend angeordnet ist. Somit ist eine Spitze 16 der Wuchtmarke 11 von einer Radaußenkante 17 abgewandt positioniert und einer Radmitte des Laufrades zugewandt angeordnet. Somit ist die Wuchtmarke 11 sich quasi einer Ausdehnung des Kanalbodens 10 angepasst angeordnet, welcher sich ausgehend von der Radaußenkante 17 in Richtung der Radmitte verjüngend ausgebildet ist. The first leg 12, which may also be regarded as the base side of the balancing mark 11, is arranged to extend in the circumferential direction U. Thus, a tip 16 of the balancing mark 11 is positioned away from a Radaußenkante 17 and arranged facing a Radmitte the impeller. Thus, the balancing mark 11 is arranged as it were adapted to an extension of the channel bottom 10, which is tapered starting from the Radaußenkante 17 in the direction of the wheel center.
Der erste Schenkel 12 der in Fig. 3 dargestellten Wuchtmarke 11 in einer ersten The first leg 12 of the balancing mark 11 shown in FIG. 3 in a first
Ausführungsform ist leicht gekrümmt ausgebildet, wodurch sich die Wuchtmarke 11 einer Krümmung der Radaußenkante 17 anpassen kann. Allerdings ist die Krümmung des ersten Schenkels 12 wesentlich flacher als die Krümmung der Embodiment is slightly curved, whereby the balancing mark 11 can adapt to a curvature of the Radaußenkante 17. However, the curvature of the first leg 12 is substantially flatter than the curvature of the
Verbindungselemente 15. Ebenso könnten die beiden anderen Schenkel 13, 14 eine leichte Krümmung aufweisen, welche allerdings im Vergleich mit der Krümmung der Verbindungselemente 15 wesentlich reduziert ist.
In Fig. 4 ist die erfindungsgemäße Wuchtmarke 11 in einem zweiten Connecting elements 15. Likewise, the two other legs 13, 14 may have a slight curvature, which, however, is substantially reduced in comparison with the curvature of the connecting elements 15. In Fig. 4, the balance mark 11 according to the invention in a second
Ausführungsbeispiel illustriert. Im Vergleich zur Wuchtmarke 11 des ersten Embodiment illustrated. Compared to the balance mark 11 of the first
Ausführungsbeispiels sind die Schenkel 12, 13, 14 geradlinig ausgebildet, wobei eine Erstreckung in Umfangsrichtung U der Wuchtmarke 11 des zweiten Embodiment, the legs 12, 13, 14 are formed in a straight line, wherein an extension in the circumferential direction U of the balance mark 11 of the second
Ausführungsbeispiels vergrößert ist. Embodiment is enlarged.
Die Krümmungen der Verbindungselemente 15 sind zur Reduzierung einer The curvatures of the connecting elements 15 are for reducing a
Kerbspannung zwischen den aufeinandertreffenden Schenkeln 12, 13, 14 vorgesehen. Eine weitere Reduzierung der Kerbspannung ist dadurch erreicht, dass ein zwischen den Schenkeln 12, 13, 14 und einem Markenboden 18 der Wuchtmarke 11 Notch tension between the colliding legs 12, 13, 14 provided. A further reduction of the notch stress is achieved by a between the legs 12, 13, 14 and a brand floor 18 of the balance mark 11th
ausgebildeter Übergang 19 abgerundet ausgebildet ist. Das heißt mit anderen Worten, dass der Markenboden 18 kleiner ist als eine freie Fläche 20 der Wuchtmarke 11 , wie insbesondere durch die in Fig. 5 illustrierte Wuchtmarke 11 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel erkennbar ist. Die freie Fläche 20 der Wuchtmarke 11 entspricht der zwischen den Schenkeln 12, 13, 14 aufgespannten Fläche in der Ebene des Kanalbodens 10. trained transition 19 is rounded. In other words, the brand floor 18 is smaller than a free area 20 of the balancing mark 11, as can be seen in particular by the balancing mark 11 illustrated in FIG. 5 according to a third exemplary embodiment. The free surface 20 of the balancing mark 11 corresponds to the area spanned between the legs 12, 13, 14 in the plane of the channel bottom 10.
Zur Herbeiführung der Wuchtmarke 11 kann grundsätzlich jedes materialabtragende Verfahren, mit anderen Worten jede Materialabtragung genutzt werden. Insbesondere ist, sofern das Laufrad 1 in Form des Turbinenrades ausgebildet ist, Schleifen denkbar. Ebenso könnte auch der Materialabtrag mit Hilfe eines Laserverfahrens erzielt werden. Auch könnte mit Hilfe eines Schneidverfahrens an einer Außenkante des Laufrades 1 die Wuchtmarke 11 erzeugt werden. Der Vorteil von Fräsen ist in einer möglichen Oberflächenbearbeitung sowie in einem Kostenvorteil gegenüber anderen Verfahren zu sehen, da Fräsen kostengünstig und flexibel einsetzbar ist. In principle, any material-removing method, in other words any material removal, can be used to bring about the balancing mark 11. In particular, if the impeller 1 is designed in the form of the turbine wheel, grinding is conceivable. Likewise, the material removal could be achieved by means of a laser process. Also, with the aid of a cutting method on an outer edge of the impeller 1, the balancing mark 11 could be generated. The advantage of milling is to be seen in a possible surface treatment and in a cost advantage over other methods, since milling is inexpensive and flexible.
Das insbesondere in Fig. 6 dargestellte Laufrad 1 in Form eines Verdichterrades, weist die Wuchtmarke 11 auf, welche mit einem Kugelkopffräser hergestellt wurde. Das heißt mit anderen Worten, dass die Wuchtmarke 11 in einem Fräsverfahren, insbesondere mit einem kugelkopfformartigen Werkzeug ausgebildet wurde. Dadurch können auf
einfache Weise ohne weiteren Bearbeitungsschritt während der Ausbildung der Wuchtmarke 11 durch Materialabtragung die abgerundeten Verbindungselemente 15 sowie der abgerundete Übergang 19 hergestellt werden.
The impeller 1, in particular in FIG. 6, in the form of a compressor wheel, has the balancing mark 11, which was produced with a ball end mill. In other words, that means that the balancing mark 11 has been formed in a milling process, in particular with a ball-head-shaped tool. This can be up simple manner without further processing step during the formation of the balancing mark 11 by material removal the rounded connecting elements 15 and the rounded transition 19 are produced.
Claims
1. Laufrad für einen Abgasturbolader, wobei das Laufrad (1 ) in einem Gehäuse des Abgasturboladers (3) um eine Drehachse drehbar gelagert ist, und wobei das Laufrad (1 ) eine Radnabe (5) mit einem Radrücken (6) und einer vom 1. impeller for an exhaust gas turbocharger, wherein the impeller (1) is rotatably mounted in a housing of the exhaust gas turbocharger (3) about an axis of rotation, and wherein the impeller (1) has a wheel hub (5) with a Radrücken (6) and one of
Radrücken (6) abgewandt ausgebildeten Radstirn aufweist, und wobei auf der Radnabe (5) eine Mehrzahl von Laufradschaufeln (4) sich zwischen dem Radrücken (6) facing away formed Radstirn, and wherein on the wheel hub (5) has a plurality of impeller blades (4) between the
Radrücken (6) und der Radstirn erstreckend ausgebildet ist, und wobei in einem zwischen einer ersten Schaufel (7) der Mehrzahl von Laufradschaufeln (4) und einer der ersten Schaufel (7) benachbart angeordneten zweiten Schaufel (8) der Mehrzahl von Laufradschaufeln (4) ausgebildeten Schaufelkanal (9) eine Radrücken (6) and the Radstirn is formed extending, and wherein in a between a first blade (7) of the plurality of impeller blades (4) and one of the first blade (7) adjacent arranged second blade (8) of the plurality of impeller blades (4 ) formed blade channel (9) a
Wuchtmarke (11 ) angeordnet ist, Balancing mark (11) is arranged,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die Wuchtmarke (11 ) dreiecksformartig ausgebildet ist. the balancing mark (11) is triangular-shaped.
2. Laufrad nach Anspruch 1 , 2. impeller according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
ein Schenkel (12) der Wuchtmarke (11 ) sich in Umfangsrichtung erstreckend angeordnet ist. a leg (12) of the balancing mark (11) is arranged extending in the circumferential direction.
3. Laufrad nach Anspruch 1 oder 2, 3. impeller according to claim 1 or 2,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
ein Markenboden (18) der Wuchtmarke (11 ) kleiner ist als eine freie Fläche (20) der Wuchtmarke (11 ).
a brand floor (18) of the balancing mark (11) is smaller than a free area (20) of the balancing mark (11).
4. Laufrad nach Anspruch 1 , 4. impeller according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
das Laufrad (1 ) ein Verdichterrad ist. the impeller (1) is a compressor wheel.
5. Abgasturbolader, insbesondere für eine Verbrennungskraftmaschine, mit einem in einem Gehäuse des Abgasturboladers (3) drehbar gelagerten Laufzeug (2), welches eine Welle und wenigstens ein mit der Welle drehfest verbundenes Laufrad (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 umfasst. 5. Exhaust gas turbocharger, in particular for an internal combustion engine, with a in a housing of the exhaust gas turbocharger (3) rotatably mounted impeller (2) comprising a shaft and at least one rotatably connected to the shaft impeller (1) according to one of claims 1 to 4.
6. Verfahren zum Auswuchten eines in einem Gehäuse eines Abgasturboladers (3) drehbar gelagerten Laufzeugs (2), wobei das Laufzeug (2) ein Laufrad (1 ) umfasst, welches eine Mehrzahl von Laufradschaufeln (4) auf einer Radnabe (5) des Laufrades (1 ) aufweist, und wobei zwischen zumindest einer ersten Schaufel^ (7) der Mehrzahl von Laufradschaufeln (4) und einer der ersten Schaufel (7) benachbarten zweiten Schaufel (8) der Mehrzahl von Laufradschaufeln (4) ein Schaufelkanal (9) mit einem Kanalboden (10) ausgebildet ist, und wobei im Kanalboden (10) eine Wuchtmarke (11 ) ausgebildet wird, 6. A method for balancing a rotatably mounted in a housing of an exhaust gas turbocharger (3) running gear (2), wherein the running gear (2) comprises an impeller (1) having a plurality of impeller blades (4) on a wheel hub (5) of the impeller (1), and wherein between at least a first blade ^ (7) of the plurality of impeller blades (4) and one of the first blade (7) adjacent the second blade (8) of the plurality of impeller blades (4) has a blade channel (9) a channel bottom (10) is formed, and wherein in the channel bottom (10) a balancing mark (11) is formed,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die Wuchtmarke (11 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 in einem High-Speed- Balancing hergestellt wird. the balancing mark (11) according to one of claims 1 to 4 is produced in a high-speed balancing.
7. Verfahren nach Anspruch 6, 7. The method according to claim 6,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die Wuchtmarke (11 ) durch Materialabtragung hergestellt wird. the balancing mark (11) is produced by material removal.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, 8. The method according to claim 6 or 7,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die Wuchtmarke (11 ) in einem Fräsverfahren, insbesondere mit einem the balancing mark (11) in a milling process, in particular with a
kugelkopfformartigen Werkzeug ausgebildet wird.
ball-headed mold-like tool is formed.
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US16/648,138 US20200217204A1 (en) | 2017-10-12 | 2018-09-26 | Rotor disk for an exhaust turbocharger, exhaust turbocharger and method for balancing a rotor assembly for an exhaust turbocharger |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11971053B2 (en) * | 2021-10-13 | 2024-04-30 | Garrett Transportation I Inc | Rotor with balancing features and balancing method |
DE102021133773B3 (en) | 2021-12-18 | 2023-02-09 | Borgwarner Inc. | compressor wheel |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102010048099A1 (en) | 2010-10-09 | 2012-04-12 | Daimler Ag | Impeller for an exhaust gas turbocharger, exhaust gas turbocharger and method for balancing a running gear for an exhaust gas turbocharger |
EP2960463A1 (en) * | 2013-02-22 | 2015-12-30 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Turbine rotor and turbocharger incorporating such turbine rotor |
DE102015218428A1 (en) * | 2014-10-03 | 2016-04-07 | Borgwarner Inc., Patent Department | DEVICES AND METHOD FOR ADJUSTING THE BALANCE OF THE ROTATION ARRANGEMENT OF A TURBOCHARGER |
US20160363134A1 (en) * | 2014-03-05 | 2016-12-15 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Rotary fluid element and method of correcting unbalance of rotary fluid element |
DE102016111785A1 (en) * | 2015-07-06 | 2017-01-12 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Imbalance correction device for a rotor |
DE102015219374A1 (en) | 2015-10-07 | 2017-04-13 | Continental Automotive Gmbh | Method for introducing a balancing mark in the compressor wheel of an exhaust gas turbocharger and exhaust gas turbocharger with a compressor wheel having a balancing mark |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ITMI20061738A1 (en) * | 2006-09-12 | 2008-03-13 | Iveco Motorenforschung Ag | VARIABLE GEOMETRY TURBINE |
JP2008291657A (en) * | 2007-05-22 | 2008-12-04 | Toyota Industries Corp | Method for working impeller |
IN2015DN00295A (en) * | 2012-07-02 | 2015-06-12 | Borgwarner Inc | |
US20160265359A1 (en) * | 2015-03-09 | 2016-09-15 | Caterpillar Inc. | Turbocharger wheel and method of balancing the same |
DE102016112521A1 (en) * | 2016-07-07 | 2018-01-11 | Ihi Charging Systems International Germany Gmbh | Impeller for an exhaust gas turbocharger, exhaust gas turbocharger and method for balancing a running gear for an exhaust gas turbocharger |
-
2017
- 2017-10-12 DE DE102017123819.0A patent/DE102017123819A1/en active Pending
-
2018
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Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102010048099A1 (en) | 2010-10-09 | 2012-04-12 | Daimler Ag | Impeller for an exhaust gas turbocharger, exhaust gas turbocharger and method for balancing a running gear for an exhaust gas turbocharger |
EP2960463A1 (en) * | 2013-02-22 | 2015-12-30 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Turbine rotor and turbocharger incorporating such turbine rotor |
US20160363134A1 (en) * | 2014-03-05 | 2016-12-15 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Rotary fluid element and method of correcting unbalance of rotary fluid element |
DE102015218428A1 (en) * | 2014-10-03 | 2016-04-07 | Borgwarner Inc., Patent Department | DEVICES AND METHOD FOR ADJUSTING THE BALANCE OF THE ROTATION ARRANGEMENT OF A TURBOCHARGER |
DE102016111785A1 (en) * | 2015-07-06 | 2017-01-12 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Imbalance correction device for a rotor |
DE102015219374A1 (en) | 2015-10-07 | 2017-04-13 | Continental Automotive Gmbh | Method for introducing a balancing mark in the compressor wheel of an exhaust gas turbocharger and exhaust gas turbocharger with a compressor wheel having a balancing mark |
WO2017060086A1 (en) * | 2015-10-07 | 2017-04-13 | Continental Automotive Gmbh | Method for introducing a balancing mark into the compressor wheel of a turbocharger, and turbocharger comprising a compressor wheel which has a balancing mark |
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