WO2019072465A1 - Turboladereinrichtung und verfahren zu deren montage - Google Patents

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WO2019072465A1
WO2019072465A1 PCT/EP2018/074266 EP2018074266W WO2019072465A1 WO 2019072465 A1 WO2019072465 A1 WO 2019072465A1 EP 2018074266 W EP2018074266 W EP 2018074266W WO 2019072465 A1 WO2019072465 A1 WO 2019072465A1
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turbocharger
pins
groove
turbocharger device
housing
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PCT/EP2018/074266
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French (fr)
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Sasa SLAVIC
Bernhardt Lüddecke
Bruno Ferling
Dirk Frankenstein
Shuo Li
Jürgen Schindlatz
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Continental Automotive Gmbh
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Publication date
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    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/16—Arrangement of bearings; Supporting or mounting bearings in casings
    • F01D25/162—Bearing supports
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • F01D25/24—Casings; Casing parts, e.g. diaphragms, casing fastenings
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
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    • F05D2240/50—Bearings
    • F05D2240/54—Radial bearings

Definitions

  • the present invention relates to a turbocharger device for an internal combustion engine having a turbine wheel and a compressor wheel, which are arranged on a common turbocharger shaft ⁇ , wherein the turbocharger shaft by means of two spaced apart in the axial direction of the shaft rolling element bearing and one between the two Rolling element bearing arranged rolling element bearing sleeve is mounted in a receiving bore in the housing of the turbocharger device.
  • Such a turbocharger device is well known.
  • the shaft provided with the turbine wheel to the compressor wheel is supported by the two roller element bearings in the housing of the turbocharger device, the two roller element bearings having inner race rings which are formed on the shaft itself.
  • a Wälzelementlagerhülse is provided, which is designed as a C-ring.
  • the rolling element bearings are usually designed as ball bearings.
  • Rolling element bearings and arranged therebetween Wälzelementlagerhülse to position accurately in the axial direction within the housing of the turbocharger. In order to achieve this, therefore, the associated parts must be manufactured with high precision.
  • the present invention is based on the object, a turbocharger device of the type described above create, which can be mounted in a relatively large production tolerance range in a particularly simple and accurate manner.
  • This object is achieved in a turbocharger ⁇ direction of the specified type in that the
  • Rolling element bearing sleeve has a circumferentially extending groove with chamfered outer edges and that the housing of the turbocharger has a perpendicular to the housing axis dur- fendes hole in which two against the chamfered edges of the groove pressable pins are arranged.
  • the solution according to the invention described above is based on the idea to fix the turbocharger shaft with the Wälzelement- storage system and compressor wheel and turbine via two pins, extending through the hole provided in the bearing housing in the assembled state of the turbocharger device into the circumferentially extending groove of Wälzelementlagerhülse extend.
  • the two outer edges of the groove are chamfered accordingly, so that corresponding inclined surfaces are formed, along which the tapered or tapered heads of the pins can slide.
  • the contact between the two pins and the chamfered edges of the groove can take place in different ways.
  • a point contact may be present, for example, by striking a spherical surface on the head of a pin on a flat surface on the chamfered edge of the groove or vice versa.
  • a line-shaped contact may be present by a conical surface meets another conical surface.
  • a point contact may be present, for example, by striking a spherical surface on the head of a pin on a flat surface on the chamfered edge of the groove or vice versa.
  • a line-shaped contact may be present by a conical surface meets another conical surface.
  • a conical surface meets another conical surface.
  • Involute profile can be realized.
  • one concave surface may hit one convex surface or one peripheral surface another peripheral surface.
  • the invention is not in a special way of contact between the beveled outer edges the groove and the thus coming into contact surface limited to the head of the pen.
  • the two inclination angles can be the same size or different in size.
  • the outer diameter of both pins must be greater than the width of the groove of Wälzelementlagerhülse, so by a perpendicular to the shaft axis movement of a pin or both pins axial Feinj ust mich and ultimately an axial fixation or locking of Wälzelementlagerhülse relative to the housing the turbocharger device is reached.
  • the two pins are preferably semicircular in cross section. Therefore, when the pins are in contact with each other, they together form a full circle in cross section.
  • Other cross-sectional shapes square, oval, polygonal, etc. are also possible.
  • the tips or heads of the pins which are in contact with the chamfered outer edges of the groove in the assembled state, are preferably each formed as a sub-cone.
  • the two pins can be in contact with each other with their flat surfaces facing each other and slide along their axial movements on these surfaces.
  • the pins can also be arranged in the associated hole at a distance from each other.
  • a lubricant supply channel can be formed or arranged between the pins.
  • the two rolling element bearing with the interposed Wälzelementlagerhülse be pre-assembled on the Turbo ⁇ charger shaft, and this pre-assembled unit is inserted into the receiving bore in the housing of the turbocharger device.
  • the desired axial position of the rolling element bearings is preset, and this position is fixed by a tool.
  • the first pin is inserted into the hole in the housing of the turbocharger until it has the correct contact with the chamfered outer edge of the groove of the rolling element bearing sleeve.
  • the movement of the rolling element bearing sleeve in an axial direction is thus blocked.
  • the second pin is inserted to block the movement of the rolling element bearing sleeve in the second axial direction.
  • turbocharger device With the inventively embodied turbocharger device and the assembly method according to the invention is a series of
  • the tolerance chain is reduced during the production of rolling element bearing turbochargers, in particular the axial peak distance on the turbine side.
  • the final position of the rotors / wheels can be set and fixed very accurately and cost-effectively because the required manufacturing accuracy of the individual parts is lower.
  • the axial distances between the housing and the turbine wheel and compressor wheel can be reduced, so that additional thermodynamic advantages can be achieved.
  • an anti-rotation device for the Wälzelementlagerhülse (the C-ring) is provided by the inventive type of mounting. Between the two pins can one
  • Lubricant supply channel can be installed, which can also be provided on the outer surfaces of the pins or extend through only one pin. Due to the use of targeted surface contacts (ball with cones, involutes, balls with different radii, etc.), the requirements in terms of the exact vertical position between the Receiving bore of the housing of the turbocharger and the hole provided for the pins can be reduced.
  • FIG. 1 shows an embodiment of a turbocharger device in vertical section in a first assembly stage
  • FIG. 2 shows the turbocharger device of FIG. 1 in a second assembly stage
  • FIG. 3 shows the turbocharger device of FIG. 1 in a third assembly stage
  • FIG. 4 shows the turbocharger device of FIG. 1 in a fourth assembly stage
  • FIG. 5 shows the turbocharger device of FIG. 1 in a fifth assembly stage
  • FIG. 6 shows the turbocharger device of FIGS. 1-5 in a first end position
  • FIG. 7 shows the turbocharger device of FIGS. 1-5 in a second end position;
  • Figure 8 detailed views of the contact area between the mounting pins and the mounting groove of Wäl zelernentlagerhülse;
  • Figure 9 corresponding detail views in others
  • FIG 10 is a detail of yet another
  • Figure 11 is a horizontal section through the two mounting pins of the embodiment of Figures 1-7 and further embodiments.
  • Figure 12 shows enlarged views of the turbocharger device of Figures 1-7 in the assembled state.
  • FIGS 1 to 5 show an embodiment of a turbocharger device in vertical section in different mounting positions.
  • the turbocharger device shown has a turbocharger shaft 1, on which a turbine wheel 2 is arranged.
  • the corresponding compressor wheel is in the assembled state of the turbocharger shaft at the other end region thereof. Details of these are not explained since they are irrelevant to the invention.
  • the turbocharger device further has a housing 7, in which a receiving bore 12 for the turbocharger shaft 1 is located.
  • a first rolling element bearing (Ku ⁇ gellager) 3 and a second rolling element (ball bearing) 4 are mounted on the turbocharger shaft.
  • the inner rings of the two Wälzelementlager 3, 4 are in this case integrated into the turbocharger shaft 1, so that the Wälzelementlagerpositionen are fixed relative to the shaft.
  • a Wälzelementlagerhülse 5 is formed in the form of a C-ring ⁇ and keeps the two outer rings of the rolling element bearings 3, 4 at a distance.
  • a vertically extending to the housing axis hole 13 is arranged, which serves to receive two mounting pins 8, 9, by means of which the Axial ⁇ position of Wälzelementlagerhülse 5 with the two rolling bearings 3, 4 and the turbocharger shaft 1 relative to the housing. 7 is determined.
  • the two pins 8, 9 are shown, which are inserted into the hole 13.
  • Rolling element bearing assembly inserted into the receiving bore 12 of the housing 7 until about the axis of the hole 13 meets the center of a arranged on the outside of the rolling element bearing sleeve 5 circumferential groove 6. In this position, the turbocharger shaft is fixed using a tool, not shown.
  • the two pins 8, 9 are now inserted into the hole 13, as shown in Figures 3 and 4.
  • the left pin 8 shown in the figures is used and pressed with its tapered tip against a corresponding chamfered outer edge of the groove 6.
  • the rolling element bearing sleeve 5 can no longer move in an axial direction.
  • the right-hand pin 9 in the figure is pressed in, so that it also prevents movement in the other axial direction.
  • FIG. 5 shows both pins 8, 9 in the position pressed into the groove 6.
  • FIGS. 6 and 7 show the two end positions of the rolling element bearing sleeve 5.
  • FIGS. 8 and 9 show different embodiments of this, wherein a punctiform, linear or planar contact is generally possible.
  • FIG. 8 shows, in the respective sectional view, a line-shaped contact in the left-hand illustration and a surface contact in the right-hand illustration.
  • the two pins 8, 9 show on the left the contact of a spherical surface with a spherical surface and on the right the contact of a spherical surface with a conical surface. Any embodiments are possible if only the corresponding effect is achieved that a movement of the two pins in the vertical direction leads to an axial movement of the Wälzelementlagerhülse.
  • the two pins 8, 9 are formed semi-circular in horizontal section from ⁇ and lie with their respective flat surface to each other. This is shown in Figure 11 above. The pins 8, 9 therefore slide on each other when they are moved to fix the sleeve. Underneath, further cross-sectional shapes of the two pins 8, 9 are shown in FIG.
  • Figure 10 shows an embodiment in which the pins 8, 9 are spaced from each other. Also in this case point they conical tips, which are provided with chamfered Au ⁇ Hzkanten 10 of the mounting groove 6 is in contact.
  • Figure 12 shows the turbocharger device of Figures 1 to 7 in enlarged views in the assembled state.

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Abstract

Es werden eine Turboladereinrichtung für einen Verbrennungsmotor und ein Verfahren zu deren Montage beschrieben. Die Turboladereinrichtung besitzt ein Gehäuse mit einer Aufnahmebohrung, in der eine Turboladerwelle über zwei Wälzelementlager gelagert ist. Zwischen beiden Wälzelementlagern befindet sich eine Wälzelementlagerhülse. Die Wälzelementlagerhülse und damit die beiden Wälzelementlager mit der Turboladerwelle werden in Axialrichtung mithilfe von zwei Stiften fixiert, die durch ein Loch im Gehäuse eingeführt und in eine Nut der Wälzelementlagerhülse eingepresst werden. Dabei gleiten die abgeschrägten Spitzen der Stifte entlang den angefasten Außenkanten der Nut bis in eine Endposition, die die Axialposition der Wälzelementlagerhülse festlegt.

Description

Beschreibung
Turboladereinrichtung und Verfahren zu deren Montage Die vorliegende Erfindung betrifft eine Turboladereinrichtung für einen Verbrennungsmotor mit einem Turbinenrad und einem Verdichterrad, die auf einer gemeinsamen Turboladerwelle an¬ geordnet sind, wobei die Turboladerwelle mittels zweier in Axialrichtung der Welle voneinander beabstandeter Wälzele- mentlager und einer zwischen beiden Wälzelementlagern angeordneten Wälzelementlagerhülse in einer Aufnahmebohrung im Gehäuse der Turboladereinrichtung gelagert ist.
Eine derartige Turboladereinrichtung ist allgemein bekannt. Die mit dem Turbinenrad dem Verdichterrad versehene Welle ist über die beiden Wälzelementlager im Gehäuse der Turboladereinrichtung gelagert, wobei die beiden Wälzelementlager innere Laufringe aufweisen, die auf der Welle selbst ausgebildet sind. Zwischen den beiden äußeren Laufringen der Wälzelementlager ist eine Wälzelementlagerhülse vorgesehen, die als C-Ring ausgebildet ist. Die Wälzelementlager sind in der Regel als Kugellager ausgebildet .
Bei der Montage einer derartigen Turboladereinrichtung ist es von großer Bedeutung, die gesamte Rotoreinheit, d. h. die Turbo¬ laderwelle mit Turbinenrad, Verdichterrad, den beiden
Wälzelementlagern und der dazwischen angeordneten Wälzelementlagerhülse, in Axialrichtung präzise innerhalb des Gehäuses der Turboladereinrichtung zu positionieren. Um dies zu er- reichen, müssen daher die zugehörigen Teile mit hoher Präzision gefertigt sein.
Der vorliegenden Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, eine Turboladereinrichtung der vorstehend beschriebenen Art zu schaffen, die sich bei einem relativ großen Fertigungstoleranzbereich auf besonders einfache und genaue Weise montieren lässt . Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Turboladerein¬ richtung der angegebenen Art dadurch gelöst, dass die
Wälzelementlagerhülse eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Nut mit angefasten Außenkanten aufweist und dass das Gehäuse der Turboladereinrichtung ein senkrecht zur Gehäuseachse verlau- fendes Loch besitzt, in dem zwei gegen die angefasten Kanten der Nut pressbare Stifte angeordnet sind.
Die vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Lösung basiert auf dem Grundgedanken, die Turboladerwelle mit dem Wälzelement- lagersystem sowie Verdichterrad und Turbinenrad über zwei Stifte zu fixieren, die sich durch das im Lagergehäuse vorgesehene Loch im montierten Zustand der Turboladereinrichtung bis in die sich in Umfangsrichtung erstreckende Nut der Wälzelementlagerhülse erstrecken. Durch Pressen der Stifte gegen die angefasten Kanten der Nut erfolgt die Fixierung der axialen Position der
Wälzelementlagerhülse (des C-Rings) und damit der Turbola¬ derwelle relativ zum Gehäuse der Turboladereinrichtung, wobei der eine Stift im gegen die zugehörige angefaste Nut gepressten Zustand eine Bewegung in einer axialen Richtung und der andere Stift im gegen die zugehörige andere angefaste Kante der Nut gepressten Zustand eine Bewegung in der anderen axialen Richtung verhindert. Darüber hinaus verhindern die Stifte eine Drehung der Wälzelementlagerhülse mit der Turboladerwelle. Des Weiteren kann mit der erfindungsgemäßen Anordnung eine
Feinj ustierung der Wälzelementlagerhülse und damit der Wälzlager sowie der Turboladerwelle relativ zum Gehäuse der Turbola¬ dereinrichtung durchgeführt werden. Durch Anwendung dieses Montageprinzips wird die gesamte Toleranzkette reduziert, und die Axialposition der Turboladerwelle mit Turbinenrad und Verdichterrad hängt nicht von der Genauigkeit und den Toleranzen der Stifte, dem Loch im Gehäuse für die Stifte oder der Position der Nut der Wälzelementlagerhülse (des C-Rings) ab.
Wenn eine Feinj ustierung der Wälzelementlagerhülse in axialer Richtung relativ zum Gehäuse der Turboladereinrichtung durchgeführt werden soll, wird je nach gewünschter Bewe¬ gungsrichtung der eine oder der andere Stift an der angefasten Kante entlanggleitend tiefer in die Nut der Wälzelementla¬ gerhülse hineingepresst , was zu einer entsprechenden axialen Verschiebung der Hülse führt. Mit der Axialbewegung der
Wälzelementlagerhülse wird der Außenring des zugehörigen Wälzelementlagers und damit das Wälzelementlager selbst mit Turboladerwelle axial bewegt, da der Innenring des Wälzlagers in die Turboladerwelle integriert ist.
Die beiden Außenkanten der Nut sind entsprechend angefast, so dass entsprechende Schrägflächen gebildet werden, entlang denen die abgeschrägten bzw. konisch zulaufenden Köpfe der Stifte gleiten können. Dabei kann der Kontakt zwischen den beiden Stiften und den angefasten Kanten der Nut auf verschiedene Art und Weise stattfinden. Beispielsweise kann ein punktförmiger Kontakt vorhanden sein, indem beispielsweise eine kugelförmige Fläche am Kopf eines Stiftes auf eine ebene Fläche auf der angefasten Kante der Nut trifft oder umgekehrt. Auch kann ein linienförmiger Kontakt vorhanden sein, indem eine konische Fläche auf eine andere konische Fläche trifft. Auch ein
Evolventenprofil kann realisiert sein. Bei einem Kontakt zwischen zwei Flächen kann eine konkave Fläche auf eine konvexe Fläche treffen bzw. eine Umfangsfläche auf eine andere Um- fangsfläche. Jedenfalls ist die Erfindung nicht auf eine spezielle Art des Kontaktes zwischen den angefasten Außenkanten der Nut und der damit in Kontakt tretenden Fläche am Kopf des Stiftes beschränkt.
Was den Winkel betrifft, unter dem die Außenkanten der Nut angefast sind, so können hierbei beliebige Neigungswinkel
Anwendung finden, die beispielsweise in einem Bereich von 20 bis 70 Grad liegen können. Hierbei können die beiden Neigungswinkel gleich groß oder unterschiedlich groß ausgebildet sein. In jedem Falle muss aber der Außendurchmesser von beiden Stiften größer sein als die Breite der Nut der Wälzelementlagerhülse, damit durch eine senkrecht zur Wellenachse verlaufende Bewegung eines Stiftes oder beider Stifte eine axiale Feinj ustierung und letztendlich eine axiale Fixierung bzw. Verriegelung der Wälzelementlagerhülse relativ zum Gehäuse der Turboladerein- richtung erreicht wird.
Was die Ausbildung der beiden Stifte anbetrifft, so sind diese vorzugsweise im Querschnitt halbkreisförmig ausgebildet. Wenn die Stifte miteinander in Kontakt stehen, bilden sie daher im Querschnitt zusammen einen Vollkreis. Andere Querschnittsformen (quadratisch, oval, polygonal etc.) sind ebenfalls möglich.
Die Spitzen bzw. Köpfe der Stifte, die im montierten Zustand mit den angefasten Außenkanten der Nut in Kontakt stehen, sind vorzugsweise jeweils als Teilkonus ausgebildet.
Die beiden Stifte können mit ihren ebenen einander zugewandten Flächen miteinander in Kontakt stehen und bei ihren Axialbewegungen auf diesen Flächen entlanggleiten. Bei einer anderen Ausführungsform können die Stifte aber auch im zugehörigen Loch mit Abstand voneinander angeordnet sein. Auch kann zwischen den Stiften ein Schmiermittelzuführkanal ausgebildet bzw. ange¬ ordnet sein. Die vorliegende Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zur Montage einer Turboladereinrichtung der vorstehend beschriebenen Art, bei dem das Gehäuse der Turboladereinrichtung über die auf der Turboladerwelle vormontierten Wälzlager mit Wälzele- mentlagerhülse geschoben wird, bis die Nut der Wälzelement¬ lagerhülse und das Loch des Gehäuses im Wesentlichen zueinander ausgerichtet sind. Zur Fixierung und Feinj ustierung in Axialrichtung werden danach beide Stifte in das Loch eingeführt und mit ihren Spitzen gegen die angefaste Außenkante der Nut ge- presst. Durch dieses Verfahren wird die Axialposition der
Wälzelementlagerhülse und damit die der Turboladerwelle mit den Rotoren relativ zum Gehäuse der Turboladereinrichtung feinjustiert, festgelegt und verriegelt. Ferner wird die Wälzla¬ gerhülse drehfest fixiert.
Im Einzelnen werden dabei die beiden Wälzelementlager mit der dazwischen angeordneten Wälzelementlagerhülse auf der Turbo¬ laderwelle vormontiert, und diese vormontierte Einheit wird in die Aufnahmebohrung im Gehäuse der Turboladereinrichtung eingeführt. Die gewünschte axiale Position der Wälzelementlager wird voreingestellt, und diese Position wird über ein Werkzeug fixiert. Hiernach wird der erste Stift in das Loch im Gehäuse der Turboladereinrichtung eingeführt, bis er den richtigen Kontakt mit der angefasten Außenkante der Nut der Wälzelementlagerhülse hat. Die Bewegung der Wälzelementlagerhülse in einer axialen Richtung wird damit blockiert. Danach wird der zweite Stift eingeführt, um die Bewegung der Wälzelementlagerhülse in der zweiten axialen Richtung zu blockieren. Durch weiteres Einpressen der beiden Stifte kann dann, falls erforderlich, eine Feinj ustierung durchgeführt werden, um die Endposition der
Wälzelementlagerhülse festzulegen. Auf diese Weise wird dann auch eine Drehung der Wälzelementlagerhülse entweder durch Reibkräfte oder durch die geometrischen Eigenschaften der Oberflächen der Stifte und der Nut verhindert. Das zur axialen Fixierung vorgesehene Werkzeug wird dann entfernt. Schließlich werden die weiteren Teile der Turboladereinrichtung (Dichtungen, Stützplatte etc.) montiert. Es versteht sich, dass bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren durch unterschiedliche Einführungstiefen des linken und rechten Stiftes die gesamte Rotoreinheit (Wälzelementlagerhülse, Wälzelementlager, Turboladerwelle etc.) in die gewünschte Axialposition bewegt werden kann. Während des Montageprozesses kann daher die Rotoreinheit exakt in die gewünschte Position bewegt werden. Wenn diese Position erreicht ist, findet eine Verriegelung durch die vorgesehenen Stifte statt.
Mit der erfindungsgemäß ausgebildeten Turboladereinrichtung und dem erfindungsgemäßen Montageverfahren wird eine Reihe von
Vorteilen erzielt. Zum einen wird die Toleranzkette während der Herstellung von mit Wälzelementlagern versehenen Turboladern reduziert, insbesondere der axiale Spitzenabstand auf der Turbinenseite. Die endgültige Position der Rotoren/Räder kann sehr genau und auf kostengünstige Weise eingestellt und fixiert werden, weil die erforderliche Herstellgenauigkeit der einzelnen Teile geringer ist. Die axialen Abstände zwischen dem Gehäuse und dem Turbinenrad sowie Verdichterrad können reduziert werden, so dass zusätzlich thermodynamische Vorteile erreicht werden.
Zum anderen wird durch die erfindungsgemäße Art der Montage eine Antirotationsvorrichtung für die Wälzelementlagerhülse (den C-Ring) vorgesehen. Zwischen die beiden Stifte kann ein
Schmiermittelzuführkanal eingebaut werden, der auch an den Außenflächen der Stifte vorgesehen sein oder sich durch nur einen Stift erstrecken kann. Durch die Ausnutzung von gezielt vorgesehenen Oberflächenkontakten (Kugel mit Kegel, Evolventen, Kugeln mit unterschiedlichen Radien etc.) können die Anforderungen in Bezug auf die genaue senkrechte Lage zwischen der Aufnahmebohrung des Gehäuses der Turboladereinrichtung und dem für die Stifte vorgesehenen Loch verringert werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung im Einzelnen erläutert. Es zeigen :
Figur 1 eine Ausführungsform einer Turboladereinrichtung im Vertikalschnitt in einem ersten Montagestadium;
Figur 2 die Turboladereinrichtung der Figur 1 in einem zweiten Montagestadium;
Figur 3 die Turboladereinrichtung der Figur 1 in einem dritten Montagestadium;
Figur 4 die Turboladereinrichtung der Figur 1 in einem vierten Montagestadium;
Figur 5 die Turboladereinrichtung der Figur 1 in einem fünften Montagestadium;
Figur 6 die Turboladereinrichtung der Figuren 1-5 in einer ersten Endposition;
Figur 7 die Turboladereinrichtung der Figuren 1-5 in einer zweiten Endposition; Figur 8 Detaildarstellungen des Kontaktbereiches zwischen den Montagestiften und der Montagenut der Wäl zelernent1agerhülse ; Figur 9 entsprechende Detaildarstellungen bei anderen
Ausführungsformen;
Figur 10 eine Detaildarstellung noch einer anderen
Ausführungsform;
Figur 11 einen Horizontalschnitt durch die beiden Montagestifte der Ausführungsform der Figuren 1-7 und von weiteren Ausführungsformen; und
Figur 12 vergrößerte Darstellungen der Turboladereinrichtung der Figuren 1-7 im montierten Zustand.
Die Figuren 1 bis 5 zeigen eine Ausführungsform einer Turbo- ladereinrichtung im Vertikalschnitt in verschiedenen Montagepositionen. Die dargestellte Turboladereinrichtung besitzt eine Turboladerwelle 1, auf der ein Turbinenrad 2 angeordnet ist Das entsprechende Verdichterrad befindet sich im montierten Zustand der Turboladerwelle am anderen Endbereich derselben. Einzelheiten hiervon werden nicht erläutert, da sie für die Erfindung keine Rolle spielen.
Die Turboladereinrichtung weist ferner ein Gehäuse 7 auf, in dem sich eine Aufnahmebohrung 12 für die Turboladerwelle 1 befindet. In der in Figur 1 dargestellten Montageposition sind an der Turboladerwelle 1 bereits ein erstes Wälzelementlager (Ku¬ gellager) 3 und ein zweites Wälzelementlager (Kugellager) 4 montiert. Die Innenringe der beiden Wälzelementlager 3, 4 sind hierbei in die Turbolagerwelle 1 integriert, so dass die Wälzelementlagerpositionen relativ zur Welle festgelegt sind. Zwischen beiden Wälzelementlagern 3, 4 befindet sich eine Wälzelementlagerhülse 5, die in der Form eines C-Ringes aus¬ gebildet ist und die beiden Außenringe der Wälzelementlager 3, 4 auf Abstand hält. Im Gehäuse 7 der Turboladereinrichtung ist ein vertikal zur Gehäuseachse verlaufendes Loch 13 angeordnet, das zur Aufnahme von zwei Montagestiften 8, 9 dient, mittels denen die Axial¬ position der Wälzelementlagerhülse 5 mit den beiden Wälzlagern 3, 4 und der Turboladerwelle 1 relativ zum Gehäuse 7 festgelegt wird. Im in Figur 1 dargestellten Montagezustand sind die beiden Stifte 8, 9 gezeigt, die in das Loch 13 eingeführt werden.
Zur Fixierung der Turboladerwelle 1 im Gehäuse 7 wird diese aus der in Figur 1 gezeigten Stellung mit der vormontierten
Wälzelementlageranordnung in die Aufnahmebohrung 12 des Gehäuses 7 eingeführt, bis etwa die Achse des Loches 13 auf die Mitte einer auf der Außenseite der Wälzelementlagerhülse 5 angeordneten Umfangsnut 6 trifft. In dieser Position wird die Turboladerwelle mithilfe eines nicht gezeigten Werkzeuges fixiert.
Die beiden Stifte 8, 9 werden nunmehr in das Loch 13 eingeführt, wie in den Figuren 3 und 4 gezeigt. Zuerst wird der in den Figuren dargestellte linke Stift 8 eingesetzt und mit seiner konisch zulaufenden Spitze gegen eine entsprechend angefaste Außenkante der Nut 6 gepresst. Damit kann sich die Wälzelementlagerhülse 5 nicht mehr in einer axialen Richtung bewegen. Hiernach wird der in der Figur rechte Stift 9 eingepresst, so dass damit auch eine Bewegung in der anderen axialen Richtung verhindert wird. Figur 5 zeigt beide Stifte 8, 9 in der in die Nut 6 eingepressten Stellung .
Einzelheiten in Bezug auf die Position der Stifte 8, 9 in der Nut 6 sind in den Figuren 6 und 7 dargestellt. Man erkennt, dass durch unterschiedlich tiefes Einführen des jeweiligen Stiftes 8, 9 die Axialposition der Wälzelementlagerhülse 5 justiert werden kann, da die konische Fläche 11 an der Spitze des jeweiligen Stiftes entlang der angefasten Außenkante 10 der Nut 6 gleitet und hierdurch die Wälzelementlagerhülse 5 in Axialrichtung ver- schiebt. Die Figuren 6 und 7 zeigen die beiden Endpositionen der Wälzelementlagerhülse 5.
Wenn durch das Einpressen der Stifte 8, 9 die Wälzelementla- gerhülse 5 und damit die Turboladerwelle 1 ihre gewünschte Endposition erreicht hat, wird das Werkzeug zum Fixieren der Welle entfernt, und es können die weiteren Teile der Turbo¬ ladereinrichtung montiert werden. Der Flächenkontakt zwischen der Spitze der Stifte 8, 9 und der jeweiligen angefasten Außenkante 10 der Nut 6 kann unterschiedlich ausgebildet sein. Die Figuren 8 und 9 zeigen hiervon verschiedene Ausführungsformen, wobei generell ein punktförmiger, linienförmiger oder flächiger Kontakt möglich ist. Figur 8 zeigt in der jeweiligen Schnittdarstellung einen linien- förmigen Kontakt in der linken Darstellung und einen Flächenkontakt in der rechten Darstellung. Figur 9 zeigt links den Kontakt einer kugeligen Fläche mit einer kugeligen Fläche und rechts den Kontakt einer kugeligen Fläche mit einer Konusfläche. Beliebige Ausführungsformen sind möglich, wenn nur der entsprechende Effekt erreicht wird, dass eine Bewegung der beiden Stifte in senkrechter Richtung zu einer Axialbewegung der Wälzelementlagerhülse führt. Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen sind die beiden Stifte 8, 9 im Horizontalschnitt halbkreisförmig aus¬ gebildet und liegen mit ihrer jeweiligen ebenen Fläche aneinander an. Dies ist in Figur 11 oben dargestellt. Die Stifte 8, 9 gleiten daher aufeinander, wenn sie zur Fixierung der Hülse bewegt werden. Darunter sind in Figur 11 weitere Querschnittsformen der beiden Stifte 8, 9 gezeigt.
Figur 10 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Stifte 8, 9 im Abstand voneinander angeordnet sind. Auch in diesem Falle weisen sie konisch ausgebildete Spitzen auf, die mit angefasten Au¬ ßenkanten 10 der Montagenut 6 in Kontakt stehen.
Figur 12 zeigt die Turboladereinrichtung der Figuren 1 bis 7 in vergrößerten Ansichten im montierten Zustand.

Claims

Turboladereinrichtung für einen Verbrennungsmotor mit einem Turbinenrad (2) und einem Verdichterrad, die auf einer gemeinsamen Turboladerwelle (1) angeordnet sind, wobei die Turboladerwelle (1) mittels zweier in Axi¬ alrichtung der Welle (1) voneinander beabstandeter Wälzelementlager (3, 4) und einer zwischen beiden Wälzelementlagern (3, 4) angeordneten Wälzelementla- gerhülse (5) in einer Aufnahmebohrung (12) im Gehäuse (7) der Turboladereinrichtung gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzelementlagerhülse (5) auf ihrer Außenseite eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Nut (6) mit angefasten Außenkanten (10) aufweist und dass das Gehäuse (7) der Turboladerein¬ richtung ein senkrecht zur Gehäuseachse verlaufendes Loch (13) besitzt, in dem zwei gegen die angefasten Außenkanten (10) der Nut (6) pressbare Stifte (8, 9) angeordnet sind.
Turboladereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Außenkanten (10) der Nut (6) unter unterschiedlichen Winkeln angefast sind.
Turboladereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Stift (8, 9) im Querschnitt halbkreisförmig ausgebildet ist.
Turboladereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stifte (8, 9) im in das Loch (13) eingesetzten Zustand im Querschnitt zusammen einen Vollkreis bilden.
5. Turboladereinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Spitzen bzw. Köpfe der Stifte (8, 9) jeweils als Teilkonus ausgebildet sind .
6. Turboladereinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außen¬ durchmesser beider Stifte (8, 9) zusammen größer ist als die Breite der Nut (6) der Wälzlagerhülse (5) .
7. Turboladereinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Stiften ein Schmiermittelzuführkanal angeordnet ist.
8. Turboladereinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontakt zwischen den Spitzen bzw. Köpfen der Stifte (8, 9) und den angefasten Außenkanten (10) der Nut (6) als Punkt-, Linien- oder Flächenkontakt ausgebildet ist.
9. Turboladereinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stifte (8, 9) im Loch (13) mit Abstand voneinander angeordnet sind.
10. Verfahren zur Montage einer Turboladereinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das Gehäuse (7) der Turboladereinrichtung über die auf der Turboladerwelle (1) vormontierten Wälzelementlager (3, 4) mit Wälzelementlagerhülse (5) geschoben wird, bis die Nut (6) der Wälzelementlagerhülse (5) und das Loch (13) des Gehäuses (7) im Wesentlichen zueinander ausgerichtet sind, und danach zur Fixierung und Feinj ustierung in Axialrichtung beide Stifte (8, 9) in das Loch (13) eingeführt und mit ihren Spitzen bzw. Köpfen gegen die angefasten Außenkanten (10) der Nut (6) gepresst werden .
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