DE102009005036A1 - Herstellungsverfahren für eine Ladeeinrichtung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Ladeeinrichtung (1), insbesondere eines Turboladers für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs. Bei Verwendung eines einstückig, integral ausgeformten Rotors ist es besonders vorteilhaft das Lagergehäuse (2) durch Bruchtrennen mehrteilig auszuformen, da gegenüberliegende Bruchflächen (6, 7) bzw. (6', 7') komplementär zueinander ausgeformt sind, durch die komplementäre Ausformung genau zueinander zusammengefügt werden können und nach Befestigung mittels der Befestigungseinrichtung (8) hermetisch dicht den Lagerbereich (3) bzgl. der Bruchflächen (6, 6', 7, 7') verschließt, so dass im Lagergehäuse befindliche Schmier- und Kühlmittel nicht an den zusammengefügten Bruchflächen (6, 7, 6', 7') austreten können.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Ladeeinrichtung, insbesondere eines Turboladers, für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine derartige Ladeeinrichtung.
• In einem konventionellen Abgasturbolader ist es möglich, ein einteiliges als Gussbauteil konzipiertes Lagergehäuse zu verwenden. Bei der Endmontage eines solchen Abgasturboladers werden ein Verdichter- und ein Turbinengehäuse an das Lagergehäuse angeschraubt. Bei der Verwendung allerdings eines einstückigen Rotors, bei dem ein Verdichterrad, eine Welle und ein Turbinenrad integral miteinander und nicht trennbar ausgeformt sind, ergibt sich bei einer Lagerung der zwischen dem Verdichterrad und dem Turbinenrad angeordneten Welle das Problem, dass die Welle nicht in zumindest ein Lager bzw. in das Lagergehäuse eingeschoben werden kann. In diesem Fall muss das Lagergehäuse zumindest zweiteilig ausgebildet sein. In Folge der Mehrteiligkeit ist es nun möglich, das Lagergehäuse um die Welle zu montieren. Nachteilig an der mehrteiligen Ausbildung des Lagergehäuses ist eine mögliche Undichtigkeit an den Fügestellen der Gehäuseteile.
• Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für ein solches Verfahren zur Herstellung einer Ladeeinrichtung bzw. für eine solche Ladeeinrichtung eine verbesserte oder zumindest eine andere Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch eine dichte Ausbildung der Fügestellen der Gehäuseteile auszeichnet.
• Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
• Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, bei der Herstellung einer solchen Ladeeinrichtung das Lagergehäuse, das zwischen dem Turbinenrad und dem Verdichterrad angeordnet ist und das die ebenfalls zwischen dem Turbinenrad und dem Verdichterrad angeordneten Welle einer Rotoreinheit lagert, durch Bruchtrennen in zumindest zwei Bruchstücke mit zwei Bruchflächen pro Bruchstück zu teilen. Durch das Bruchtrennen entstehen bei zwei Bruchstücken jeweils zumindest zwei Bruchflächen. Die Bruchstücke lassen sich während der Montage, da die gegenüberliegenden Bruchflächen der jeweiligen Teile komplementär ausgeformt sind, exakt zueinander ausrichten. Nach dem Zusammenfügen der Bruchstücke um die Welle der Rotoreinheit schließen die miteinander korrespondierenden Oberflächen der gegenüberliegenden Bruchflächen vollständig dicht. Damit kann das Lagergehäuse bzgl. der entstandenen Bruchflächen hermetisch verschlossen werden. Ein Austreten von im Lagergehäuse befindendlichen Schmier- und Kühlungsmedien ist somit verhindert.
• Vorteilhaft ist die Ausformung zumindest einer Sollbruchstelle am Lagergehäuse vor dem Bruchtrennen, damit das Lagergehäuse einfacher an zumindest einer Stelle durch mechanisches oder thermisches Bruchtrennen geteilt werden kann.
• Damit nach dem Bruchtrennen die einzelnen Bruchstücke des Lagergehäuses im endmontierten Zustand um die Welle der Rotoreinheit wieder fest miteinander verbindbar sind, ist es zweckmäßig, das Lagergehäuse vor dem Bruchtrennen mit einer Befestigungseinrichtung, wie z. B. senkrecht zur Bruchfläche verlaufende Bohrungen im Lagergehäuse, zu versehen, damit, nachdem die Welle zwischen den Lagergehäuse-Bruchstücken angeordnet worden ist, die Bruchstücke des Lagergehäuses fest und dichtend miteinander befestigt werden können.
• Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus der Zeichnung und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnung.
• Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
• Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
• Die einzige 1 zeigt eine schematische Skizze eines zwei Gehäusehälften umfassenden Lagergehäuses.
• Entsprechend 1 weist eine Ladevorrichtung 1, bei der es sich bevorzugt um einen Abgasturbolader, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, handelt, ein Lagergehäuse 2 auf. Das Lagergehäuse 2 weist einen Lagerbereich 3, ein erstes oder oberes Bruchstück 4 und ein zweites oder unteres Bruchstück 5 auf. Das untere Bruchstück 5 ist mit zwei Bruchflächen 6, 6' ausgestattet, während das obere Bruchstück 4 ebenfalls zwei Bruchflächen 7, 7' aufweist. Jeweils zwei Bruchflächen 6, 7 und 6', 7' sind gegenüberliegend angeordnet und komplementär zueinander ausgeformt. Ebenfalls vorteilhaft ist die Ausbildung einer Befestigungseinrichtung 8, die gemäß 1 pro Bruchstück 4, 5 jeweils zwei zu den Bruchflächen 6', 7' bevorzugt senkrechte Bohrungen 9, 9' und 10, 10' aufweist. Nach Anordnung einer Welle einer Rotoreinheit im Lagerbereich 3 können die zwei Bruchstücke 4, 5 mittels der Bohrungen 9, 10 und 9', 10', sowie vier weiteren, in 1 nicht dargestellten Bohrungen auf der Seite der Bruchflächen 6, 7 miteinander verschraubt werden.
• Bevorzugt ist die Ausbildung von zwei als Gehäusehälften ausgeformten Bruchstücken 4, 5 mit jeweils zwei Bruchflächen 6, 6' und 7, 7', die dann in einer Bruch- oder Trennebene liegen. Dabei wird vor dem Bruchtrennen des Lagergehäuses 2 dasselbe mechanisch endbearbeitet. Durch die vorangehende mechanische Endbearbeitung ist es möglich, vor allem den Lagerbereich 3 mit hoher Zentrizitätsqualität auszuformen, sodass die Welle der Rotoreinheit nahezu ohne Unwuchten im Lagerbereich 3 rotieren kann. Vor dem Bruchtrennen kann das Lagergehäuse 2 mit einer Sollbruchstelle versehen werden, die ein mechanisches oder thermisches Bruchtrennen erleichtert.
• Nach dem Bruchtrennen und Einbringen der Welle der Rotoreinheit in den Lagerbereich 3 können die zumindest zwei als Gehäusehälften ausgeformten Bruchstücke 4, 5 mittels der Befestigungseinrichtung 8, die z. B. als miteinander verschraubbare Bohrungen 9, 10 und 9', 10' mit Gewinde und/oder z. B. als planparallele Spannflächen zum schraubenlosen Verbinden ausgeformt sein können, miteinander verbunden werden. Dabei erleichtert die komplementäre Ausformung der jeweils gegenüberliegenden Bruchflächen 6, 7 und 6', 7' eine genaue Ausrichtung der Bruchstücke 4, 5 zueinander. Dies hat unter anderem den Vorteil, dass der Lagerbereich 3 auch nach dem Bruchtrennen des Lagergehäuses 2 und nach dem Zusammenfügen und Fixieren der Bruchstücke 4, 5 durch die Befestigungseinrichtung 8 keine wesentliche Verschlechterung bzgl. seiner während der Endbearbeitung hergestellten Konzentrizitätsqualität erfährt und somit der Lagerbereich 2 im wesentlichen die gleiche Konzentrizitätsqualität aufweist, wie vor dem Bruchtrennen. Des Weiteren ist durch die komplementär ausgeformten Bruchflächen 6, 7 bzw. 6', 7' nach dem Verschrauben und/oder Verspannen eine vollständige Dichtheit dieser zusammengefügten Bruchflächen 6, 7 und 6', 7' gewährleistet, da die Bruchstücke 4, 5 an ihren Bruchebenen vollständig und großflächig, insbesondere vollflächig, ineinander greifen. Durch dieses vollständige Verschließen des Lagerbereichs 3 bzgl. der Bruchflächen 6, 7, 6', 7' ist ein Austreten von Schmier- und Kühlungsmedien effektiv verhindert.
• Ein solches Verfahren zur Herstellung des bruchgetrennten Lagergehäuses 2 für die Ladeeinrichtung 1 kann auch für eine Ladeeinrichtung verwendet werden, die eine nicht einstückige bzw. nicht integral ausgeformte Rotoreinheit aufweist. Um einen optimalen, durch die Befestigungseinrichtung 8 erzeugten Anpressdruck der Bruchflächen 6, 7 bzw. 6', 7' zueinander zu erreichen, ist es zum einen vorteilhaft, dass die Bruchflächen 6, 7 und 6', 7' in ihrer Verlängerung die Rotationsachse der Rotoreinheit enthalten und zum anderen, dass die Befestigungseinrichtung 8 eine Kraftwirkung aufweist, die senkrecht zu den Bruchflächen 6, 6', 7, 7' ist. Als Material eignet sich für ein solches bruchtrennbares Lagergehäuse 2 am zweckmäßigsten ein Gussmetall.

Claims (11)

1. Verfahren zur Herstellung einer Ladeeinrichtung (1), insbesondere eines Turboladers, für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeug, – mit einer ein Turbinenrad, eine Welle und ein Verdichterrad umfassenden Rotoreinheit, – mit mindestens einem die Welle rotationsbeweglich lagernden Lagergehäuse (2), – wobei das Lagergehäuse (2) an zumindest zwei Stellen parallel zu einer Rotationsachse der Rotoreinheit bruchgetrennt wird, so dass durch das Bruchtrennen des Lagergehäuses (2) zumindest zwei Bruchstücke (4, 5) mit jeweils zwei Bruchflächen (6, 7, 6', 7') entstehen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Bruchtrennen das Lagergehäuse (2) mechanisch endbearbeitet wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Bruchtrennen das Lagergehäuse (2) mit zumindest einer Sollbruchstelle versehen wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Bruchtrennen an dem Lagergehäuse (2) zumindest eine Befestigungseinrichtung (8) ausgebildet wird, so dass die, durch das Bruchtrennen entstehenden Bruchstücke (4, 5) im zusammengesetzten Zustand mittels dieser Befestigungseinrichtung (8) verbindbar sind.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagergehäuse (2) an zumindest einer Stelle durch mechanisches oder thermisches Bruchtrennen geteilt wird.
6. Ladeeinrichtung, hergestellt durch das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladeeinrichtung (1) eine einstückige, integral ausgeformte Rotoreinheit aufweist.
7. Ladeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationsachse und zumindest eine Bruchfläche (6, 7, 6', 7') des Bruchstückes (4, 5) in einer Ebene liegen.
8. Ladeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagergehäuse (2) zwei Halbbruchstücke (4, 5) aufweist.
9. Ladeeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationsachse und zumindest zwei an einem Halbbruchstück (4, 5) gegenüber angeordnete Bruchflächen (6, 7, 6', 7') in einer Ebene liegen.
10. Ladeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Lagergehäuse (2) zwischen Verdichterrad und Turbinenrad angeordnet ist.
11. Ladeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagergehäuse (2) aus Guss, insbesondere Metallguss, ausgeformt ist.