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Die
Erfindung betrifft einen Kompressor einer Strömungsmaschine und ein Kompressorrad
hierfür.
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Ein
Kompressor einer Strömungsmaschine des
Typs, bei dem ein Kompressorrad des Zentrifugaltyps von einem Turbinenrad über eine
Welle unter Nutzung der Energie eines Abgases als Mittel zur Erhöhung der
Ansaugmenge eines Motors durch Komprimieren von Luft angetrieben
wird, ist als Turbolader bekannt.
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7 ist ein Längsschnitt
eines Turboladers 11 nach dem Stand der Technik. Der Turbolader 11 weist
eine abgasseitige Einheit 12 zum Aufbringen von Rotationsenergie
aus dem Abgas eines Motors und eine ansaugseitige Einheit 13 zum
Komprimieren von Luft mittels der Rotationsenergie und Einführen der
komprimierten Luft in den Motor auf.
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Ein
Turbinenrad 14 wird durch die Energie des aus einem Abgaseinlasskanal 19 zuströmenden Abgases
gedreht. Ein Kompressorrad 16 des Zentrifugaltyps zum Komprimieren
von Luft ist an der dem Turbinenrad 14 gegenüberliegenden
Seite einer Welle 23 (nachfolgend als distale Endseite
der Welle 23 bezeichnet) mit dieser und dem Turbinenrad 14 verbunden.
In der Mitte des Kompressorrades 16 ist eine Montageöffnung 25 ausgebildet,
in welche die Welle 23 mit einer etwas losen oder festen
Passung eingepasst ist. Das Kompressorrad 16 ist mittels
einer Schraubenmutter 26 an einem Gewindeabschnitt 40 am
distalen Ende der Welle 23 befestigt.
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8 ist ein Längsschnitt
des in 7 gezeigten Kompressorrades 16.
Ein Hauptkörperabschnitt 29 des
Kompressorrades 16 weist einen ansaugseitigen Scheibenabschnitt 29A und
einen rückseitigen
Scheibenabschnitt 29B auf. Eine Mehrzahl von Schaufelabschnitten 18 sind
an der Außenseite des Hauptkörperabschnitts 29 angeordnet,
und die Montageöffnung 25 verläuft durch
die Mitte des Hauptkörperabschnitts 29 hindurch.
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Um
ein geringes Gewicht zu erreichen, wird das Kompressorrad 16 aus
einer Aluminiumlegierung durch Gießen hergestellt. Da die Drehzahl
des Kompressorrades 16 hohe Werte von mehreren Tausend Umdrehungen
pro Minute (U/min) erreicht, bewirkt die aus der hohen Drehzahl
resultierende Zentrifugalkraft eine extrem hohe Zugbeanspruchung
in Radialrichtung und führt
gelegentlich zum Bruch des Kompressorrades 16. Es ist bekannt,
dass ein solcher Bruch besonders von der Innenwand der Montageöffnung 25 ausgeht.
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Um
dieses Problem zu lösen,
ist eine Technologie bekannt, die beispielsweise in dem japanischen
Patent Nr. JP-A-5-504178
beschrieben ist.
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9 ist ein Längsschnitt
eines Kompressorrades 16 nach diesem Patent. Anstelle einer
das Kompressorrad durchdringenden Montageöffnung ist hier eine Montageöffnung 42 mit
einem Innengewinde in einem Endabschnitt des Kompressorrades 16 ausgebildet.
An dem distalen Ende 54 einer Welle 23 ist ein
Außengewinde
ausgebildet. Die Welle 23 und das Kompressorrad 16 werden
durch Einschrauben des distalen Endes 54 der Welle 23 in
die Montageöffnung 42 des
Kompressorrades 16 miteinander gekuppelt.
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Wie
bereits bei der Technologie in 8 festgestellt
wurde, tritt der Bruch der Innenwand der Montageöffnung 25 in dem Kompressorrad 16 besonders
häufig
in der Nähe
des maximalen Außenumfangsabschnitts 30 auf,
wo in Axialrichtung der Außenumfang
des Kompressorrades 16 maximal ist.
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Bei
der in 9 gezeigten Technologie
ist die Montageöffnung 42 in
Axialrichtung in der Nähe des
maximalen Außenumfangsabschnitts 30 angeordnet.
Daher kann bei einer Erhöhung
der Drehzahl ein Bruch nahe des maximalen Außenumfangsabschnitts 30 auftreten.
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Besonders
wenn ein Motor, der mit dem Turbolader 11 unter Verwendung
des Kompressorrades 16 ausgerüstet ist, für Arbeitsmaschinen, wie Baumaschinen,
verwendet wird, werden ein Vollastzustand, wie beim Ladebetrieb,
d.h. eine hohe Drehzahl des Turboladers, und ein Teillastzustand,
d.h. eine geringe Drehzahl des Turboladers, innerhalb kurzer Zeitabstände wiederholt.
Infolgedessen wird die auf das Kompressorrad 16 einwirkende
Belastungsgröße hoch,
wodurch ein Bruch wahrscheinlicher auftritt.
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In
früheren
Jahren wurde eine Technologie, die als EGR (Abgasrückführung) bezeichnet
wird, als eine Gegenmaßnahme
zum Reduzieren von Stickoxiden (NOx), die im Abgas eines Dieselmotors
enthalten sind, angenommen. Nach dieser Technologie wird ein Teil
des Abgases, das von dem Motor emittiert wird, an ein Ansaugsystem
des Motors zurückgeführt. Um
das EGR zu erreichen, ist es notwendig, Frischluft für die Verbrennungskapazität in einem
Zylinder sicherzustellen, wobei die Frischluftmenge durch die Rückführmenge
des Abgases geringer wird, und ein höheres Verdichtungsverhältnis des Turboladers 11 zu
erreichen. In anderen Worten muss das Kompressorrad 16 mit
einer höheren
Drehzahl gedreht werden, wofür
die herkömmliche
Technologie noch nicht ausreichend ist und ein Kompressorrad mit
einer höheren
Haltbarkeit gefordert wird.
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Mit
der Erfindung werden ein Kompressor einer Strömungsmaschine und ein Kompressorrad hierfür geschaffen,
bei dem selbst bei Drehung mit hoher Drehzahl kaum Brüche auftreten.
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Dies
wird gemäß der Erfindung
erreicht durch einen Kompressor einer Strömungsmaschine, aufweisend einen
Außengewindeabschnitt,
der einstückig
an einem Hauptkörperabschnitt
eines Kompressorrades angeordnet ist, und einen Außengewindeabschnitt,
der an einem distalen Ende einer Welle zum Antreiben des Kompressorrades
angeordnet ist, welche Außengewindeabschnitte
mittels einer Hülse miteinander
gekuppelt sind, die an deren einem Ende mit einem Annengewindeabschnitt
für den
Eingriff mit dem Außengewindeabschnitt
des Kompressorrades und an deren anderem Ende mit einem Annengewindeabschnitt
für den
Eingriff mit dem Außengewindeabschnitt
der Welle versehen ist.
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Gemäß der Erfindung
kann der Durchmesser des Außengewindeabschnitts
des Kompressorrades größer als
der Durchmesser des Außengewindeabschnitts
der Welle sein.
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Gemäß der Erfindung
kann zumindest eine von der Zentrierung zwischen dem Kompressorrad und
der Hülse
und der Zentrierung zwischen der Hülse und der Welle mittels einer
Zapfenverbindungsanordnung gestaltet sein.
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Gemäß der Erfindung
können
eine Dichtungsnut um einen Außenumfangsabschnitt
der Hülse
herum ausgebildet sein und ein Dichtungsring in die Dichtungsnut
eingepasst sein, um eine Leckage von Luft und Öl zwischen einer rückseitigen
Kammer des Kompressorrades und einer Lagerkammer zu verhindern.
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Gemäß der Erfindung
können
auch ein Drucklager, das an einem nicht drehbaren Teil befestigt
ist, das keine Drehung synchron mit der Welle durchführt, und
ein scheibenartiger Druckring vorgesehen sein, der an der Welle
befestigt ist, wobei das Drucklager zwischen dem Druckring und der
Hülse liegt.
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Gemäß der Erfindung
ist auch ein Kompressorrad eines Kompressors einer Strömungsmaschine
vorgesehen, wobei ein distales Ende eines zylindrischen Abschnitts
eines rückseitigen
Scheibenabschnitts eines Kompressorrades ein Außengewindeabschnitt ist.
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Im
Folgenden werden die vorteilhaften Wirkungen der Erfindung beschrieben.
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Die
Montageöffnung
oder der Durchlass zum Kuppeln mit der Welle braucht nicht in dem
Hauptkörperabschnitt
des Kompressorrades angeordnet sein. Infolgedessen ist die auf das
Kompressorrad wirkende Belastung gering und ein Bruch tritt kaum
auf, selbst wenn das Kompressorrad mit einer hohen Drehzahl gedreht
wird.
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Das
Kompressorrad ist in vielen Fällen
aus einem Werkstoff mit einer geringeren Festigkeit als die Welle,
um das Gewicht zu reduzieren. Daher ist, wenn der Außengewindeabschnitt
des Kompressorrades dick gestaltet wird, das Problem der besonderen
Wahrscheinlichkeit des Brechens des Außengewindeabschnitts des Kompressorrades
gering, so dass die gesamte Haltbarkeit verbessert werden kann.
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Wenn
der Rotationsausgleich des Kompressorrades und des Turbinenrades
einzeln eingestellt wird und diese Räder montiert werden, ist ein
Zentrierungsfehler nach der Montage gering. Daher ist die Häufigkeit
der Wiedereinstellung des Rotationsausgleichs des Kompressors der
Strömungsmaschine gering.
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Teile
zur Abdichtung von Luft und Öl
brauchen nicht separat angeordnet werden, und Luft und Öl können mit
einer kompakten Konstruktion abgedichtet werden.
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Es
ist auch möglich,
das Drucklager mit einer einfachen Konstruktion abzustützen, um
die auf die Welle wirkende Kraft in Druckrichtung wirksam aufzunehmen.
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Da
das Auftreten eines Bruches des Kompressorrades schwieriger wird
und die Haltbarkeit verbessert werden kann, kann das Verdichtungsverhältnis des
Turboladers unter Verwendung des Kompressorrades gemäß der Erfindung
erhöht
werden.
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Die
Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
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1 eine Seitenansicht eines
Kompressorrades gemäß der Erfindung;
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2 einen Schnitt des Kompressorrades aus 1;
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3 einen Längsschnitt
eines Turboladers gemäß der Erfindung;
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4 eine vergrößerte Ansicht
des Ausschnitts P aus 3;
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5 ein Flussdiagramm des
Vorgangs zur Montage des Kompressorrades;
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6 ein Diagramm, das die
Beziehung zwischen dem Innendurchmesser einer Montageöffnung und
der Belastungsgröße eines
herkömmlichen Kompressorrades
zeigt;
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7 einen Längsschnitt
eines Turboladers nach dem Stand der Technik;
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8 einen Längsschnitt
eines in 7 gezeigten
Kompressorrades; und
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9 einen Längsschnitt
eines anderen Kompressorrades nach dem Stand der Technik.
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Mit
Bezug auf die Zeichnung wird eine bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung beschrieben.
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Mit
Bezug auf 3 weist eine
abgasseitige Einheit 12 ein abgasseitiges Gehäuse 15 auf,
in dem ein Turbinenrad 14 untergebracht ist, das eine Mehrzahl
von Schaufeln aufweist und von einer Welle 23 abgestützt wird.
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Das
abgasseitige Gehäuse 15 weist
einen Abgaseinlasskanal 19 zum Zuführen von Abgas zu dem Turbinenrad 14 auf.
Der Abgaseinlasskanal 19 ist derart ringförmig ausgebildet,
dass er den Außenumfang
des Turbinenrades 14 umschließt, und ist mit einem nicht
gezeigten Motorabgasstromkanal verbunden, durch den das von einem
Motor emittierte Abgas hindurchströmt. Das abgasseitige Gehäuse 15 weist
auch einen Abgasauslasskanal 21 zum Abströmen des
Abgases nach dem Übertragen
der Energie des Abgases auf das Turbinenrad 14 auf. Der Abgasauslasskanal 21 ist
im Wesentlichen zylinderförmig
und konzentrisch zu dem Drehmittelpunkt des Turbinenrades 14 ausgebildet.
Eine Öffnung
an der gegenüberliegenden
Seite des Abgasauslasskanals 21 ist durch eine abgasseitige
Innenplatte 22 geschlossen.
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Die
Welle 23 ist einstückig
mit dem Turbinenrad 14 ausgebildet. Die Welle 23 durchdringt
die abgasseitige Innenplatte 22 und ist in einem Lager 24 drehbar
gelagert. Das Turbinenrad 14 und die Welle 23 sind
normalerweise aus einer Superlegierung auf Nickelbasis, Kohlenstoffstahl
oder legiertem Stahl geformt.
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Ein
Kompressorrad 16 ist in einem ansaugseitigen Gehäuse 17 untergebracht,
das einen Ansaugeinlasskanal 27 zum Ansaugen von Luft zu
dem Kompressorrad 16 aufweist. Der Ansaugeinlasskanal 27 ist
im Wesentlichen zylinderförmig
und konzentrisch zu dem Drehmittelpunkt des Kompressorrades 16 ausgebildet.
Eine Öffnung
an der gegenüberliegenden
Seite des Ansaugeinlasskanals 27 ist durch eine ansaugseitige
Innenplatte 55 geschlossen.
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Die
von dem Kompressorrad 16 komprimierte Luft wird zentrifugal
ausgelassen und zu einer nicht gezeigten Zuführöffnung des Motors geführt, wobei
die komprimierte Luft durch einen Ansaugauslasskanal 28 hindurch
tritt, der derart ringförmig
ausgebildet ist, dass er den Außenumfangsabschnitt
des Kompressorrades 16 umschließt.
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Das
Kompressorrad 16 weist Schaufeln 18 auf, die wechselweise
als Vollschaufeln 18A, die in deren Axialrichtung eine
große
Breite haben, und als Zwischenschaufeln 18B angeordnet
sind, bei denen der Schaufeleinlass in Axialrichtung von einem Mittelabschnitt
bezüglich
der Vollschaufeln 18A beginnt.
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Ein
Gruppe von drehbaren Teilen, die das Turbinenrad 14, das
Kompressorrad 16 und die Welle 23 umfassen, werden
nachfolgend als drehbare Teile bezeichnet. Eine Gruppe von ortsfesten
Teilen, die das ansaugseitige Gehäuse 17, das abgasseitige Gehäuse 15 und
ein Lagergehäuse 45 umfassen, werden
nachfolgend als nicht drehbare Teile bezeichnet. Eine Durchdringungsrichtung
der Welle 23 durch das Lagergehäuse 45 hindurch wird
nachfolgend als Axialrichtung bezeichnet.
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Wie
in 1 und 2 gezeigt ist, ist ein Hauptkörperabschnitt 29 des
Kompressorrades 16 gemäß der Erfindung
massiv und weist keinerlei Montageöffnungen oder Durchlässe auf.
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Ein
Abschnitt zum Ansaugen von Luft zu dem Kompressorrad 16 wird
als Einlassabschnitt 35 bezeichnet, und ein Abschnitt zum
Auslassen von Luft in Radialrichtung wird als Auslassabschnitt 33 bezeichnet.
Eine gekrümmte
Fläche
des Mittelabschnitts zwischen dem Einlassabschnitt 35 und
dem Auslassabschnitt 33 wird als Scheibenmittelabschnitt 34 bezeichnet.
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Ein
Abschnitt in Axialrichtung, in dem der Außenumfang des Kompressorrades 16 maximal
ist, wird als maximaler Außenumfangsabschnitt 30 bezeichnet.
Der Hauptkörperabschnitt 29 des
Kompressorrades 16 weist einen ansaugseitigen Scheibenabschnitt 29A und
einen rückseitigen
Scheibenabschnitt 29B auf. Ein zylindrischer Abschnitt 43 ist
einstückig
an dem hintersten Abschnitt des rückseitigen Scheibenabschnitts 29B angeordnet,
wobei dessen Achse zu dem Hauptkörperabschnitt 29 ausgerichtet ist.
Ein Außengewinde,
das einen kleineren Durchmesser als der zylindrische Abschnitt 43 hat,
ist einstückig
mit dem freien Ende des zylindrischen Abschnitts 43 ausgebildet
und wird als Außengewindeabschnitt 44 bezeichnet.
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Am
Außenumfang
des Einlassabschnitts 35 des Kompressorrades 16 sind
beispielsweise breite Seitenflächen
oder schraubenmutterartige Flächen für den Eingriff
eines Schraubenschlüssels
oder dergleichen zum Festspannen des Kompressorrades 16 ausgebildet.
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Mit
Bezug auf 3 und 4 ist der distale Endabschnitt
der an dem Turbinenrad 14 fixierten Welle 23 genau
zylindrisch und konzentrisch zu der Welle 23 bearbeitet
und wird als zylindrischer Abschnitt 60 bezeichnet. Am
distalen Ende des zylindrischen Abschnitts 60 ist ein Außengewinde
ausgebildet, das als Außengewindeabschnitt 46 bezeichnet
wird. Der Außendurchmesser
des Außengewindeabschnitts 46 der
Welle 23 ist kleiner als der Außendurchmesser des Außengewindeabschnitts 44 des
Kompressorrades 16. Der Außengewindeabschnitt 46 der
Welle 23 und der Außengewindeabschnitt 44 des
Kompressorrades 16 sind mittels einer Hülse 49 miteinander verbunden,
die an ihren beiden Enden ein Innengewinde aufweist.
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Wie
in 4 gezeigt ist, ist
an dem wellenseitigen Ende der Hülse 49 ein
Innenumfangsabschnitt 58 als Zapfenverbindung für den zylindrischen Abschnitt 60 der
Welle 23 ausgebildet. An der dem Kompressorrad 16 zugewandten
Seite des Innenumfangsabschnitts 58 ist ein Innengewinde
ausgebildet, das nachfolgend als wellenseitiger Annengewindeabschnitt 53 bezeichnet
wird und mit dem Außengewindeabschnitt 46 der
Welle 23 in Eingriff steht.
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An
dem kompressorradseitigen Ende der Hülse 49 ist ein Innenumfangsabschnitt 57 als
Zapfenverbindung für
den zylindrischen Abschnitt 43 des Kompressorrades 16 ausgebildet.
An der dem Kompressorrad 16 abgewandten Seite des Innenumfangsabschnitts 57 ist
ein Innengewinde ausgebildet, das nachfolgend als kompressorradseitiger
Innengewindeabschnitt 52 bezeichnet wird und mit dem Außengewindeabschnitt 44 des
Kompressorrades 16 in Eingriff steht.
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Im Übrigen müssen der
wellenseitige Innengewindeabschnitt 53 und der kompressorradseitige Innengewindeabschnitt 52 in
der Hülse 49 nicht
immer, wie in 4 gezeigt,
durchgängig
ausgebildet sein. An einem kompressorradseitigen Außenumfangsabschnitt 61 der
Hülse 49 sind
beispielsweise breite Seitenflächen
oder schraubenmutterartige Flächen
für den
Eingriff eines Schraubenschlüssels
oder dergleichen zum Festspannen der Hülse 49 ausgebildet.
In einem in Axialrichtung mittleren Abschnitt der Hülse 49 ist
an deren Außenumfang
eine Dichtungsnut 50 ausgebildet, in der ein Dichtungsring 51 aus
einem FC-Werkstoff usw. eingepasst ist. Der Dichtungsring 51 ist
derart geformt, dass bei Einwirkung einer Umfangskraft auf diesen
der Außenumfangsabschnitt
des Dichtungsringes 51 eng an dem Annenumfangsabschnitt
der ansaugseitigen Innenplatte 55 anliegt.
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Das
Lager 24 ist in einer Lagerkammer 63 des Lagergehäuses 45 untergebracht,
welches das ansaugseitige Gehäuse 17 und
das abgasseitige Gehäuse 15 miteinander
verbindet. Eine Ölzuführöffnung 59 ist
in dem Lagergehäuse 45 ausgebildet,
um ein Schmiermittel dem Lager 24 und einem Drucklager 48 zuzuführen, das
zwischen dem Lagergehäuse 45 und
der ansaugseitigen Innenplatte 55 angeordnet ist.
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5 ist ein Flussdiagramm,
das den Vorgang zur Montage des Kompressorrades 16 an die Welle 23 zeigt.
Zuerst wird ein scheibenartiger Druckring 47 mit einer
runden Öffnung
in dessen Mitte auf die Welle 23 gesteckt, die von dem
Lager 24 getragen wird (Schritt S11).
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Als
nächstes
wird das Drucklager 48 an das Lagergehäuse 45 angebracht
(Schritt S12). In dem Drucklager 48 ist ein Öldurchlass 56 ausgebildet, durch
den Schmieröl
hindurchfließt.
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Die
Hülse 49 wird
auf die Welle 23 geschraubt (Schritt S13). In diesem Beispiel
wird die Hülse 49 auf
den Außengewindeabschnitt 46 der Welle 23 geschraubt,
wobei die Hülse 49 mittels
des Schraubenschlüssels
oder dergleichen an dem schraubenmutterartigen Außenumfangsabschnitt 61 der
Hülse 49 festgespannt
wird. Infolgedessen drehen sich die Hülse 49 und der Druckring 47 als
eine Einheit mit der Welle 23.
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Als
nächstes
wird die ansaugseitige Innenplatte 55 an dem Lagergehäuse 45 befestigt
(Schritt 514). Demzufolge ist das Drucklager 48 an
den nicht drehbaren Teilen zwischen dem Lagergehäuse 45 und der ansaugseitigen
Innenplatte 55 befestigt.
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Infolgedessen
liegt das Drucklager 48, das in Schritt S13 an den nicht
drehbaren Teilen befestigt wird, zwischen dem Druckring 47 und
der Hülse 49, die
sich als drehbare Teile als eine Einheit mit der Welle 23 drehen.
Daher wird eine in Druckrichtung der Welle 23 während deren
Drehung erzeugte Kraft von dem Drucklager 48 aufgenommen,
und die Position der Welle 23 in Axialrichtung wird begrenzt. Wenn
in Schritt S14 die Hülse 49 aufgeschraubt
wird, gelangt der Außenumfangsabschnitt
des Dichtungsringes 51 in Adhäsion mit dem Innenumfangsabschnitt
der ansaugseitigen Innenplatte 55. Demzufolge wird verhindert,
dass das Öl
zur Schmierung des Lagers 24 und des Drucklagers 48 in
den Raum an der Rückseite
des Kompressorrades 16 fließt, der als rückseitige
Kammer 62 bezeichnet wird.
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Als
nächstes
wird das Kompressorrad 16 in die Hülse 49 geschraubt
(Schritt S15). In diesem Beispiel werden das Kompressorrad 16 und
das Turbinenrad 14 über
die Welle 23 mittels des Schraubenschlüssels oder dergleichen an dem
schraubenmutterartige Abschnitt des Einlassabschnitts 35 des Kompressorrades 16 und
dem schraubenmutterartigen Auslassabschnitt des Turbinenrades 14 gegeneinander
verschraubt und festgespannt. Das Kompressorrad 16 und
die Welle 23 sind somit miteinander gekuppelt.
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Wie
oben erläutert,
ist gemäß der Erfindung der
Außengewindeabschnitt 44 des
Kompressorrades 16 am Außenumfang des zylindrischen
Abschnitts 43 in dem hintersten Bereich des rückseitigen
Scheibenabschnitts 29B des Kompressorrades 16 angeordnet.
Der Außengewindeabschnitt 44 des Kompressorrades 16 und
der Außengewindeabschnitt 46 der
Welle 23 sind mittels der Hülse 49, die an ihren
beiden Enden die Innengewindeabschnitte 52 und 53 aufweist,
miteinander verbunden.
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Daher
können,
selbst wenn das Kompressorrad 16 massiv ist, das Kompressorrad 16 und
die Welle 23 miteinander verbunden werden. Aus diesem Grunde
ist die auf das Kompressorrad 16 wirkende Belastung gering,
wobei selbst bei einer hohen Drehzahl kein Bruch auftritt.
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6 ist ein Diagramm, das
die Beziehung zwischen dem Innendurchmesser Φ der Montageöffnung 25 des
Kompressorrades 16 und der auf das Kompressorrad 16 wirkenden
Belastungsgröße T an dem
maximalen Außenumfangsabschnitt 30,
an dem der Außenumfang
des Kompressorrades 16 in Axialrichtung der Welle des Kompressorrades 16 maximal ist,
gemäß der herkömmlichen
Technologie zeigt. In dem Diagramm ist die Belastung T gering, wenn
der Innendurchmesser der Montageöffnung 25 gleich
0 ist, und wird extrem groß,
wenn der Innendurchmesser übermäßig klein
ist. Bei einem bestimmten Innendurchmesser D oder darüber wird
die Belastung T mit dem Anstieg des Innendurchmessers der Montageöffnung 25 größer. Daher
ist es verständlich,
dass, wenn wie gemäß der Erfindung
die Montageöffnung 25 nicht
existiert und das Kompressorrad 16 massiv ist, die Belastung
gering ist.
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Gemäß der Erfindung
ist der Durchmesser des einstöckig
mit dem Kompressorrad 16 ausgebildeten Außengewindeabschnitts 44 größer als
der Durchmesser des an dem distalen Ende der Welle 23 ausgebildeten
Außengewindeabschnitts 46.
Das Kompressorrad 16 und der Außengewindeabschnitt 44 des
Kompressorrades 16 werden zum Beispiel aus einer Aluminiumlegierung
durch Gießen
hergestellt. Andererseits werden die Welle 23 und der Außengewindeabschnitt 46 der
Welle 23 aus einem harten Werkstoff, wie Eisen oder dessen
Legierung, hergestellt. Daher ist es möglich, dass, wenn die Dicke des
Gussstücks
aus Aluminiumlegierung mit einer geringeren Festigkeit erhöht wird,
das Problem vermieden wird, dass dieses Gussstück sehr wahrscheinlich zerbricht.
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Ferner
ist der Außengewindeabschnitt 46 der
Welle 23 an dem distalen Endabschnitt der Welle 23 ausgebildet,
und die Hülse 49 mit
dem Innengewindeabschnitt 53 ist mit dem Außengewindeabschnitt 46 der
Welle 23 verschraubt. Diese Konfiguration ermöglicht es
im Vergleich zu der Konfiguration, bei der zum Beispiel ein Innengewinde
in der Welle 23 ausgebildet ist, den Außendurchmesser des von dem
Lager 24 getragenen Abschnitts der Welle 23 zu reduzieren.
Daher wird, da die Umfangsgeschwindigkeit des Außenumfangsabschnitts der Welle 23 niedriger
ist, der Rotationsreibungsverlust mit dem Lager 24 geringer,
so dass ein Bruch der Welle 23 und des Lagers 24 unwahrscheinlicher
wird.
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Die
Dichtungsnut 50 ist um den Außenumfangsabschnitt der Hülse 49 herum
angeordnet, und das Öl
kann durch eine kompakte Konstruktion abgedichtet werden. Da die
Hülse 49 und
das Kompressorrad 16 in der Zapfenverbindung miteinander zentriert
sind, kann eine Unwucht während
der Drehung reduziert werden.
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Im Übrigen ist
der Außenumfangsabschnitt des
Einlassabschnitts 35 des Kompressorrades 16 ausreichend,
solange wie das Kompressorrad 16 durch Verschrauben an
der Hülse 49 befestigt
werden kann, und kann zum Beispiel auch eine Bolzenform mit einer
hexagonalen Nabe haben.
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Die
Erfindung wurde nur am Anwendungsbeispiel eines Turboladers erläutert, jedoch
kann die Erfindung gleichermaßen
bei anderen Strömungsmaschinen
und mechanisch angetriebenen Zentrifugalkompressoren, wie einer
Mikrogasturbine, angewendet werden.