-
Die Erfindung betrifft eine Axiallageranordnung für eine Welle in einem Turbolader, wobei das Gehäuse oder ein Abschnitt des Gehäuses des Turboladers vorzugsweise in Längsrichtung in wenigstens zwei Gehäusehälften geteilt ist.
-
Im Allgemeinen besteht ein Turbolader aus einer Abgasturbine in einem Abgasmassenstrom, die über eine Welle mit einem Verdichter im Ansaugtrakt verbunden ist. Das Turbinenrad der Turbine ist dabei in einem Turbinengehäuse angeordnet und das Verdichterrad des Verdichters in einem Verdichtergehäuse. Die Welle ist wiederum in einem Lagergehäuse gelagert. Im Betrieb wird das Turbinenrad durch den Abgasmassenstrom angetrieben und treibt wiederum das Verdichterrad an. Der Verdichter verdichtet dabei die angesaugte Luft und führt diese der Brennkraftmaschine zu. Normalerweise ist die Welle über eine Radiallageranordnung in dem Lagergehäuse gelagert. Aufgrund von Fluidströmungen, die an dem Turbinenrad und dem Verdichterrad angreifen, können starke Axialkräfte auftreten. Solche Axialkräfte können von den Radiallagern im Allgemeinen nicht geeignet aufgenommen werden. Deshalb werden normalerweise wenigstens ein oder zwei zusätzliche Axiallager vorgesehen, um diese Axialkräfte geeignet aufzunehmen.
-
Des Weiteren sieht die bisherige Konstruktion von Turboladern einzelne Gehäuse vor, die aneinandergereiht befestigt und gegeneinander abgedichtet werden. Eine neue Form eines Turboladergehäuses sieht nun vor, das Turboladergehäuse in Längsrichtung zu teilen und nicht wie bisher quer zu seiner Längsachse bzw. in Querrichtung. Dieses neue Turboladergehäuse ist Gegenstand einer weiteren Patentanmeldung.
-
Demnach ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine geeignete Axiallageranordnung für eine Welle eines Turboladers bereitzustellen, insbesondere eines Turboladers mit einem in Längsrichtung geteilten Turboladergehäuse.
-
Diese Aufgabe wird durch einen Turbolader mit einem Turboladergehäuse mit einer Axiallageranordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
-
Demgemäß wird erfindungsgemäß ein Turbolader bereitgestellt mit einem Turboladergehäuse, wobei zumindest ein Abschnitt des Turboladergehäuses in Längsrichtung in wenigstens zwei Gehäusehälften geteilt bzw. unterteilt ausgebildet ist, wobei in dem Turboladergehäuse eine Welle gelagert ist und wobei wenigstens eine Axiallageranordnung vorgesehen ist, zum Lagern der Welle in axialer Richtung.
-
Der Turbolader hat dabei den Vorteil, dass die Axiallageranordnung auf das Laufzeug aufgefädelt werden kann und das Laufzeug mit der Axiallageranordnung anschließend komplett in die Gehäusehälften des in Längsrichtung geteilten Turboladergehäuses eingelegt werden kann.
-
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.
-
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnungen angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
-
1 eine Ansicht einer Gehäusehälfte eines Turboladers, welcher in zwei Gehäusehälften in Längsrichtung geteilt ausgebildet ist, wobei die Welle in dem Turboladergehäuse mit einer Radiallageranordnung und einer Axiallageranordnung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung versehen ist;
-
2 eine Schnittansicht des Turboladers gemäß 1;
-
3 eine Schnittansicht durch ein Turboladergehäuse mit einer Axiallageranordnung gemäß einer weiteren Variante der ersten Ausführungsform der Erfindung;
-
4 eine Schnittansicht durch ein Turboladergehäuse mit einer Axiallageranordnung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
-
5 eine Schnittansicht durch ein in Längsrichtung geteiltes Turboladergehäuse mit einer Axiallageranordnung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung;
-
6 eine Schnittansicht durch ein in Längsrichtung geteiltes Turboladergehäuse mit einer Axiallageranordnung gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung; und
-
7 eine Schnittansicht durch ein in Längsrichtung geteiltes Turboladergehäuse mit einer Axiallageranordnung gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung.
-
In allen Figuren sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente und Vorrichtungen – sofern nichts anderes angegeben ist – mit denselben Bezugszeichen versehen worden. Des Weiteren ist die Darstellung des Turboladers in den nachfolgenden Figuren rein schematisch, nicht maßstäblich und stark vereinfacht gezeigt.
-
In 1 ist eine Schnittansicht durch einen Turbolader 10 mit einem Turboladergehäuse 12 gezeigt, welches in Längsrichtung beispielsweise in wenigstens zwei Gehäusehälften 14 geteilt ausgeführt ist. 1 zeigt dabei eine Gehäusehälfte 14 von der Dichtungsseite her. Die Gehäusehälfte 14 weist dabei eine Aussparung 15 oder Nut auf, in welcher eine Dichtungseinrichtung aufnehmbar ist, zum dichten befestigen der beiden Gehäusehälften. Die Aussparung 15 und der Verlauf der Aussparung 15, in welcher eine Dichtungseinrichtung zum Abdichten der Gehäusehälften 14 vorgesehen wird, sind dabei rein beispielhaft und die Erfindung ist auf dieses Beispiel nicht beschränkt. Des Weiteren ist die Dichtung der beiden Gehäusehälften Gegenstand einer eigenen Patentanmeldung.
-
In dem Beispiel in 1 weist das Turboladergehäuse 12 ein Lagergehäuse 18, ein Turbinengehäuse 20 und ein Verdichtergehäuse 22 auf, wobei beispielsweise alle drei Gehäuse zu einem Gehäuse zusammengefasst sind und in wenigstens zwei Gehäusehälften 14 entlang der Längsrichtung geteilt ausgebildet sind. Grundsätzlich kann das gesamte Turboladergehäuse 12, wie in 1, oder wenigstens ein Abschnitt des Turboladergehäuses 12 in Längsrichtung in wenigstens zwei Gehäusehälften 14 geteilt ausgebildet sein. Im vorliegenden Fall ist das Turboladergehäuse 12 in Längsrichtung beispielsweise in einer horizontalen Ebene geteilt ausgeführt, wobei die Längsachse 24 des Turboladergehäuses 12 dabei in der horizontalen Ebene liegt. Grundsätzlich kann das Turboladergehäuse 12 aber in jeder Ebene in Längsrichtung in wenigstens zwei Gehäusehälften 14 geteilt ausgebildet sein. Des Weiteren muss die Längsachse 24 nicht in dieser Teilungsebene liegen oder diese beispielsweise schneiden, sie kann dies aber tun.
-
In dem vorliegenden Beispiel ist das Turboladergehäuse 12 wahlweise zusätzlich zumindest teilweise kühlbar und/oder beheizbar ausgeführt. Genauer gesagt weist in dem in 1 gezeigten Beispiel das Turboladergehäuse 12 in dem Bereich des Turbinengehäuses 20 und des Lagergehäuses 18 einen zusätzlichen Fluidmantel 26 oder Temperiermantel auf, in welchem ein Fluid, wie z. B. Wasser, geführt werden kann, um diesen Bereich des Turboladergehäuses 12 zu temperieren bzw. zu kühlen und/oder zu heizen, je nach Funktion und Einsatzzweck.
-
Die in 1 gezeigte Gehäusehälfte 14 wird an der anderen entsprechenden Gehäusehälfte (nicht dargestellt) befestigt und abgedichtet. Dazu sind beispielsweise wenigstens eine oder mehrere Bohrungen 28 zum Verschrauben und/oder Verstiften der beiden Gehäusehälften 14 miteinander vorgesehen. Des Weiteren kann auch jede andere Form der Befestigung vorgesehen werden, die geeignet ist die beiden Gehäusehälften 14 miteinander zu verbinden und eine Abdichtung zwischen den beiden Gehäusehälften 14 zu ermöglichen oder selbst bereitzustellen. Zur Abdichtung der beiden Gehäusehälften 14 kann dabei beispielsweise eine Sickendichtung, eine O-Ring-Dichtung und/oder eine Elastomerdichtung als Dichtungseinrichtung vorgesehen werden. Die Sickendichtung oder eine der anderen Dichtungen wird in eine entsprechende Aussparung 15 in einer oder beiden Gehäusehälften 14 eingelegt, wobei sich dann die übrigen nicht abgedichteten Gehäusehälftenflächen beispielsweise direkt berühren.
-
In 1 ist in dem Lagergehäuseabschnitt 18 des Turboladergehäuses 12 eine Welle 30 gelagert, auf welcher ein Turbinenrad 32 und ein Verdichterrad 34 vorgesehen sind. Das Turbinenrad 32 ist dabei in dem Turbinengehäuseabschnitt 20 und das Verdichterrad 34 in dem Verdichtergehäuseabschnitt 22 des Turboladergehäuses 12 angeordnet. In dem vorliegenden Beispiel weist die Welle 30 eine Radiallageranordnung 36 und ein Axiallageranordnung 38 gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung auf.
-
Für den Turbolader 10 wird eine Axiallageranordnung 38 mit wenigstens einem oder mehreren Axiallagern eingesetzt, um z. B. den Axialschub abstützen zu können und das Laufzeug bzw. das Turbinen- und das Verdichterrad 32, 34, axial derart zu positionieren, um sowohl höhere Wirkungsgrade durch enge Strömungsspalte zu erreichen, sowie eine Beschädigung zu verhindern. Bei einem, wie in 1 gezeigten, in Längsrichtung geteilten Turboladergehäuse 12 kann ein Axiallager nicht mehr axial montiert werden, da das Laufrad 32, 34 bzw. der Läufer radial eingelegt wird und kein axialer Zugang mehr besteht. Bisher wurde bei einem in Querrichtung geteilten Turboladergehäuse ein Axiallager in ein geschlossenes Lagergehäuse vor der Montage axial festgeschraubt. Das Laufzeug wurde dann mit der Lagerung danach montiert.
-
Gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung, wie sie in 1 und nachfolgender 2 gezeigt ist, wird die Axiallageranordnung 38 nun mit auf das Laufzeug montiert und die Lagerfläche mit in der Gehäusehälfte vorgesehen und bearbeitet.
-
Die erfindungsgemäße Axiallageranordnung 38 weist dabei wenigstens ein Axiallager 40, beispielsweise in Form einer Axiallagerscheibe auf. Dieses Axiallager 40 wird, wie in 1 gezeigt ist, an der Welle 30 des Laufzeugs befestigt. Zum Befestigen auf der Welle 30 kann die Axiallageranordnung 38 auf diese geklemmt, geschraubt, gepresst und/oder aufgeschrumpft werden, um nur einige Beispiele zu Befestigungsmöglichkeiten zu nennen. Dies gilt für alle Ausführungsformen der Erfindung. Dabei kann das Axiallager 40 auf einer Seite durch einen Absatz der Welle begrenzt werden und auf der anderen Seite wahlweise zusätzlich durch ein Buchsenelement 42 bzw. eine Hülse. Das Buchsenelement 42 weist hierbei auf seiner Außenseite zusätzlich wenigstens eine Dichtungseinrichtung 44 auf, zum Abdichten des Lagergehäuseabschnitts 18 gegenüber dem Verdichtergehäuseabschnitt 22. Als Dichtungseinrichtung 44 sind dabei beispielsweise zwei Kolbenringdichtungen in entsprechenden Nuten auf der Außenseite des Buchsenelements 42 vorgesehen.
-
Des Weiteren ist in dem in 1 gezeigten Beispiel die Welle 30 über eine Radiallageranordnung 36 gelagert. Die Radiallageranordnung 36 weist dabei außen ein Hülsenelement 46 auf, das beispielsweise aus Metall, z. B. Stahl, besteht oder dieses aufweist und an beiden Enden einen Kragenabschnitt 48 aufweist. Dabei sind beispielsweise wenigstens einer oder beide Kragenabschnitte 48 des Hülsenelements 46 hierbei federnd ausgebildet, um zwischen zwei Anschlägen oder Aufnahmen 50 bzw. hier Vorsprüngen des Turboladergehäuses 12 eingespannt zu werden und die in dem Hülsenelement 46 vorgesehene Lageranordnung in axialer Richtung zu verspannen. Einer oder beide Kragenabschnitte 48 können ebenso nicht federnd bzw. steif ausgebildet werden und zwischen den beiden Anschlägen 50 eingelegt werden. Dabei können wahlweise zusätzlich ein oder beide Kragenabschnitte 48 an der zugeordneten Aufnahme 50 beispielsweise mittels Schrauben befestigt werden. Wenigstens ein federnd wirkender oder steif ausgebildeter Kragenabschnitt kann ebenfalls wahlweise zusätzlich mittels Verschrauben und/oder Verstiften an der jeweiligen zugeordneten Aufnahme 50 befestigt werden. Einer oder beide Kragenabschnitte 48 sind dabei beispielsweise einstückig oder als separate Teile mit dem Hülsenelement 46 verbunden. Der separate Kragenabschnitt 48 kann dabei wahlweise zusätzlich nach dem Einführen des Hülsenelements 46 in die Bohrung an dem Hülsenelement 46 befestigt werden, beispielsweise an diesem eingerastet und/oder mit diesem verschraubt werden.
-
Ein oder beide Kragenabschnitte 48 des Hülsenelements 46 können dabei außerdem wahlweise zusätzlich aus dem Ölraum sowohl turbinenseitig, wie in 1 gezeigt ist, als auch verdichterseitig (nicht dargestellt) herausgeführt werden und weitere Funktionen übernehmen, wie beispielsweise die eines Hitzeschildes. Einer oder beide Kragenabschnitte 48 können aber auch innerhalb des Ölraums verbleiben, wie in 1 der Kragenabschnitt 48 auf der Verdichterseite. Das Hülsenelement 46 kann nun selbst beispielsweise als radiale Gleitlageranordnung ausgebildet werden (nicht dargestellt) und zwei Gleitlagerabschnitte bilden. Alternativ kann das Hülsenelement 46, wie in der Ausführungsform in 1 gezeigt ist, auch eine Hülse 54 aufnehmen, welche die zwei Gleitlagerabschnitte 52 aufweist. Statt der Hülse 54 können aber auch z. B. zwei Radiallager als Gleitlager vorgesehen werden, die wahlweise zusätzlich über eine Distanzhülse zueinander beabstandet in dem Hülsenelement 46 angeordnet sind (nicht dargestellt). Alternativ kann auch das Hülsenelement 46 auf seiner Innenseite als Distanzhülse ausgebildet sein mit einem Anschlag für beide Gleitlager (nicht dargestellt). Des Weiteren kann wahlweise zusätzlich auf der Innenseite und/oder Außenseite des Hülsenelements 46 eine Lage 56 aus wenigstens einer oder mehreren Schichten aus einem elastischen, hitzebeständigen oder temperaturbeständigen Material vorgesehen werden, wie in 1 dargestellt ist. Das Material besteht dabei beispielsweise aus einem Polymer, Elastomer und/oder Hartgummi. Die Erfindung ist aber auf diese Materialien nicht beschränkt. Grundsätzlich kann jedes andere geeignete, hitzebeständige oder temperaturbeständige, elastischen Material eingesetzt werden. Wie in 1 gezeigt ist, wird die Hülse 54 auf die Welle 30 aufgeschoben, wobei die Welle 30 beispielsweise einen Absatz mit einem Anschlag für die Hülse 54 bildet. Am anderen Ende der Hülse 54 ist die Axiallageranordnung 38 vorgesehen, die einen Anschlag für die Hülse 54 bzw. die Radiallageranordnung 36 in axialer Richtung bildet. Auf der Axiallageranordnung 38 bzw. der Axiallagerscheibe 40 kann wahlweise zusätzlich z. B. ein Ölabweisblech 58 angeordnet werden, wobei die Axiallagerscheibe 40 wahlweise zusätzlich eine Aufnahme 60 für das Ölabweisblech 58 aufweist. Die Welle 30 kann mit der Hülse 54, der Lage 56 aus einem elastischen Material oder Materialkombinationen und dem Hülsenelement 46 mit den beiden Kragenabschnitten 48 leicht in die Gehäusehälften 14 des in Längsrichtungen geteilten Turboladergehäuses 12 eingelegt werden.
-
2 zeigt des Weiteren ein Schnittansicht durch das Turboladergehäuse 12, wobei die beiden Gehäusehälften 14, 16 dargestellt sind. Dabei ist auch stark vereinfacht die Dichtung zwischen den beiden Gehäusehälften 14, 16 angedeutet.
-
In 3 ist des Weiteren eine Seitenschnittansicht gezeigt durch ein Turboladergehäuse 12 mit einer Axiallageranordnung 38 gemäß einer weiteren Variante der ersten Ausführungsform der Erfindung. Dabei ist ein Teil des Lagergehäuseabschnitts 18 der beiden Gehäusehälften 14, 16 in einer Schnittansicht gezeigt. In dem Gehäuse 18 ist die Welle 30 über eine Radiallageranordnung 36 gelagert z. B. bestehend aus zwei Gleitlagern 62, zwischen denen z. B. zusätzlich eine Distanzhülse 64 angeordnet ist. Des Weiteren ist eine Axiallageranordnung 38 vorgesehen, welche wenigstens ein Axiallager 40, beispielsweise in Form einer Axiallagerscheibe, aufweist. Die Axiallagerscheibe 40 ist dabei auf der Welle 30 des Laufzeugs befestigt, beispielsweise aufgeklemmt, aufgepresst oder aufgeschrumpft, um nur einige Beispiele für Befestigungsmöglichkeiten der Axiallageranordnung 38 auf dem Läufer bzw. der Welle 30 zu nennen. Wie in 3 gezeigt ist, kann das Axiallager 40 in einer Vertiefung oder Aussparung des Turboladergehäuses 12 angeordnet sein, wobei die Vertiefung auf einer oder beiden Seiten einen Begrenzungsabschnitt 66 für die Axiallageranordnung 38 aufweist. Der Begrenzungsabschnitt 66 bzw. Vorsprung kann einteilig ausgebildet sein oder als separates Teil an dem Turboladergehäuse 12 befestigt sein. Der Begrenzungsabschnitt 66 wirkt dabei zusätzlich einer ungewollten axialen Bewegung des Axiallagers 40 entgegen. und dient hier als axialer Begrenzungsabschnitt.
-
Des Weiteren kann wahlweise zusätzlich beispielsweise ein Buchsenelement 42 vorgesehen werden, das zusätzlich Dichtungselemente auf der Außenseite aufweisen kann, zum Abdichten des Lagergehäuseabschnitts gegenüber dem Laufradgehäuseabschnitt (nicht dargestellt). Im Anschluss an das Buchsenelement 42 kann zusätzlich z. B. ein Scheibenelement 79 vorgesehen werden, das beispielsweise zum Abschleudern von Schmiermittel der Welle 30 dient.
-
Die erste erfindungsgemäße Ausführungsform, bei welcher das Laufzeug eine auf der Welle 30 montierte Axiallageranordnung 38 aufweist, hat den Vorteil, dass es nicht mehr notwendig ist eine Axiallageranordnung 38 separat im Gehäuse 12 zu befestigen. Das montierte Laufzeug kann direkt eingelegt werden. Außerdem wirkt die Vertiefung bzw. der Begrenzungsabschnitt 66 auf einer oder beiden Seiten des Axiallagers 40 einer ungewollten axialen Bewegung des Axiallagers 40 entgegen. Das Axiallager 40 muss aber nicht in eine Vertiefung eingelegt werden bzw. einen oder zwei seitliche Begrenzungsabschnitte 66 aufweisen, da das Axiallager 40 selbst fest auf der Welle 30 befestigt ist.
-
In 4 ist des Weiteren eine Schnittansicht durch die beiden Gehäusehälften 14, 16 eines in Längsrichtung geteilten Turboladergehäuses 12 gezeigt, mit einer Axiallageranordnung 38 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Die Gehäusehälften 14, 16 sind dabei von vorne gezeigt. Die Axiallageranordnung 38 weist dabei ebenfalls wenigstens ein Axiallager 40, beispielsweise in Form einer Axiallagerscheibe, auf. Das Axiallager 40 weist dabei wenigstens ein oder zwei Laschenelemente 68 oder Vorsprünge auf, mit denen das Axiallager 40 an einer Gehäusehälfte 16 festgeschraubt wird. Dabei ist es nicht notwendig die Axiallageranordnung 38, wie in den 1, 2 und 3 gezeigt ist, zusätzlich auf der Welle 30 fest zu befestigen, beispielsweise durch Festklemmen oder Aufschrumpfen usw.. Die Axiallageranordnung 38 kann ein Spiel aufweisen zwischen ihrer Öffnung 70 und dem Außenumfang der Welle 30.
-
Der Vorteil der zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform, bei welchem die Axiallageranordnung 38 mit Laschenelementen 68 radial befestigt wird, liegt darin, dass die Axiallageranordnung 38 bereits auf das Laufzeug aufgefädelt und dann in der Gehäusehälfte 16 senkrecht zu der Hauptachse bzw. Längsachse 24 befestigt, z. B. festgeschraubt und/oder verstiftet, werden kann. Dabei kommt man ohne Hindernisse mit einem Schraubenwerkzeug sehr leicht an die Verschraubungsstelle heran.
-
Weiter ist in 5 eine Seitenschnittansicht durch ein Turboladergehäuse 12 mit einer Axiallageranordnung 38 gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Dabei ist eine Welle 30 dargestellt, welche mittels zweier Radialgleitlager 62 radial gelagert wird, wobei die Radialgleitlager dabei wahlweise zusätzlich, wie in 5 gezeigt ist, in einer Einsatzhülse 54 angeordnet werden können. Auf einer oder beiden Seiten der Radiallageranordnung 36 ist in dem Beispiel in 5 z. B. ein Wellenabsatz vorgesehen, auf welchem ein zusätzlicher Lagerbund 72 angeordnet ist, welcher zur Bereitstellung der Lagerflächen für das Axiallager dient. Der Lagerbund 72 ist hierbei z. B. als ein Rotationsteil bzw. rotationssymmetrisches Teil ausgebildet. Der Lagerbund 72 weist wiederum auf seiner Außenseite eine Aufnahme 74, beispielsweise in Form eines Absatzes oder einer Vertiefung (nicht dargestellt), für die Axiallageranordnung 38 auf. Die Axiallageranordnung 38 weist hierbei wenigstens ein Axiallager 40, beispielsweise in Form einer Axiallagerscheibe, auf. Zwischen dem Axiallager 40 und dem Lagerbund 72 ist ein Spiel vorgesehen, da sich der Lagerbund 72 mit der Welle 30 dreht, während das Axiallager 40 fest ist. Hierzu kann das Axiallager 40 beispielsweise mittels einer oder mehrerer Schrauben 76 und/oder Stifte (nicht dargestellt) an der Einsatzhülse 54 und/oder an dem Gehäuse 12 befestigt werden. Der Lagerbund 72 wird dagegen so befestigt, dass er sich mit der Welle 30 dreht. Dazu ist der Lagerbund 72 beispielsweise auf die Welle 30 mittels einer Wellenmutter geklemmt, wobei dabei eine Spielpassung oder Übergangspassung zwischen der Welle 30 und dem Lagerbund 72 vorgesehen werden kann. Der Lagerbund 72 kann aber auch auf jede andere Art auf der Welle 30 befestigt werden.
-
Die Axiallageranordnung 38 kann beispielsweise auf einer separat zu montierenden Einsatzhülse 54, wie sie in 5 gezeigt ist, befestigt werden, z. B. mittels der zuvor beschriebenen Befestigungsverfahren und Befestigungsmittel. Im Anschluss an den Lagerbund 72 kann wahlweise zusätzlich ein weiteres Scheibenelement 79 vorgesehen werden, welches zum Abschleudern von Schmiermittel bzw. Öl der Welle 30 verwendet werden kann. Da die Axiallagereinrichtung an dem Gehäuse 12 und/oder der Einsatzhülse 54 befestigt werden kann, kann dabei auf einen zusätzlichen Absatz bzw. Begrenzungsabschnitt, wie in 3, verzichtet werden, welcher einer axialen Bewegung der Axiallageranordnung zusätzlich entgegenwirkt. Grundsätzlich kann aber ein solcher Begrenzungsabschnitt auf einer oder beiden Seiten des Axiallagers 40 vorgesehen werden, je nach Funktion und Einsatzzweck.
-
Die dritte erfindungsgemäße Ausführungsform, bei welcher die Axiallageranordnung 38 auf einem Lagerbund 72 bzw. Lagerkern angeordnet wird oder an eine Einsatzhülse 54 geschraubt wird, besitzt den Vorteil, dass die Axiallageranordnung 38 außerhalb der Gehäusehälften des Turboladergehäuses 12 montiert werden kann und dann mit dem Läufer zusammen eingelegt werden kann.
-
In 6 ist weiter eine Seitenschnittansicht durch ein Turboladergehäuse 12 und dessen beide Gehäusehälften 14, 16 gezeigt, mit einer Axiallageranordnung 38 gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform kann die Axiallageranordnung 38 beispielsweise auf dem Läufer bzw. der Welle 30 direkt (nicht dargestellt) oder, wie in 6 gezeigt ist, auf einem Lagerbund 72 angeordnet werden. Die Axiallageranordnung 38 weist dabei ebenfalls wenigstens ein Axiallager 40, beispielsweise in Form einer Axiallagerscheibe, auf. Das Axiallager 40 kann dabei auf dem Lagerbock 72, wie zuvor z. B. in 5 beschrieben wurde, vorgesehen sein, wobei der Lagerbund 72 zur Bereitstellung der Lagerflächen für das Axiallager dient. Das Axiallager 40 ist hierbei fest bzw. über wenigstens ein Federelement 78 fixiert, während sich der Lagerbund 72 mit der Welle 30 dreht. Je nach Funktion und Einsatzzweck kann der Lagerbund 72 auch weggelassen werden. In diesem Fall stellt die Welle 30 die Lagerfläche für das Axiallager 40 bereit (nicht dargestellt).
-
Zum Fixieren der Axiallageranordnung 38 wird gemäß der vierten erfindungsgemäßen Ausführungsform, wenigstens ein Federelement 78 verwendet, mit dem die Axiallageranordnung 38 axial in dem Turboladergehäuse 12 verklemmt wird. Die Axiallageranordnung 38 wird dabei in einer Aufnahme 60 in Form z. B. einer Aussparung oder Vertiefung, in dem Lagergehäuseabschnitt 18 eingelegt und mittels dem Federelement 78 in der Aufnahme 60 verklemmt, so dass einer ungewollten Bewegung des Axiallagers 40 in axialer Richtung entgegengewirkt wird. Die Axiallageranordnung 38 wird dabei durch das wenigstens eine Federelement 78 an eine axiale Fläche der Aufnahme 60 anpresst.
-
Wahlweise zusätzlich kann wenigstens ein Ölabweisring 79, wie in 6 gezeigt ist, vorgesehen werden, der mit auf der Welle 30 verspannt ist, wobei der Ölabweisring 79 das Öl oder Schmiermittel abschleudert. Ebenso kann wahlweise zusätzlich ein Federelement (nicht dargestellt) vorgesehen werden, das z. B. auf der Welle 30 in der Aufnahme 60 angeordnet ist, um das Axiallager 40 zusätzlich in axialer Richtung zu fixieren.
-
Die vierte erfindungsgemäße Ausführungsform hat den Vorteil, dass das Federelement 78 und die Aufnahme oder Nut erlauben die Axiallageranordnung 38 auf den Läufer zu fädeln. Es entfallen dabei Verschraubungsprozesse.
-
7 zeigt weiter eine Seitenschnittansicht durch ein Turboladergehäuse 12 mit einer Axiallageranordnung 38 gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung. Die Axiallageranordnung 38 weist ebenfalls wenigstens ein Axiallager 40, beispielsweise in Form einer Axiallagerscheibe, auf. Das Axiallager 40 kann dabei, wie zuvor bereits beschrieben, beispielsweise direkt auf der Welle 30 (nicht dargestellt) oder beispielsweise auf einem Lagerbund 72, wie in 7 gezeigt ist, angeordnet sein und beispielsweise mit der Welle 30 bzw. dem Lagerbund 72 eine Spielpassung bilden. Mit anderen Worten, das Axiallager 40 ist fest während sich der Lagerbund 72 mit der Welle 30 dreht. Das Axiallager 40 kann dabei einfach in eine zugeordnete Aufnahme 60 eingelegt oder wahlweise zusätzlich eingeklemmt bzw. befestigt werden. Walweise kann zum Befestigen des Axiallagers 40 dieses beispielsweise in dem Gehäuse 12 mit wenigstens einer Dichtungseinrichtung 44, z. B. einem O-Ring oder einer Kolbenringdichtung usw. am Außenumfang, fixiert werden.
-
Bei der fünften Ausführungsform der Erfindung ist die Aufnahme 60 zum Aufnehmen eines Axiallagers 40 in dem Turboladergehäuse 12 in Form einer Vertiefung oder einer Nut ausgebildet, wobei die Aufnahme 60 einen ersten Aufnahmeabschnitt 80 aufweist, in welchem die Axiallagerscheibe 40 aufgenommen ist, wobei der erste Aufnahmeabschnitt 80 so ausgebildet ist bzw. einen Begrenzungsabschnitt aufweist, dass er einer ungewollten axialen Bewegung des Axiallagers 40 entgegenwirkt. Der erste Aufnahmeabschnitt 80 bildet hierbei mit dem Axiallager 40 beispielsweise eine Spielpassung oder eine Übergangspassung. Dies hat den Vorteil, dass das Axiallager 40 sehr leicht in den ersten Aufnahmeabschnitt 80 der Aufnahme 60 eingelegt und gleichzeitig eine ungewollte axiale Bewegung des Axiallagers 40 verhindert werden kann, da der Begrenzungsabschnitt 66 des Aufnahmeabschnitts 80 eine ungewollte axiale Bewegung des Axiallagers 40 verhindert.
-
Ein zweiter Aufnahmeabschnitt 82 der Aufnahme 60 ist so ausgebildet, dass wenigstens ein Scheibenelement 79, z. B. ein Ölabweisring, und/oder Federelement, z. B. auf der Welle 30, in der Aufnahme 60 anordenbar sind, um einer ungewollten axialen Bewegung des Lagerbunds 72 bzw. des Axiallagers 40 entgegenzuwirken. Die Aufnahme 60 ist dabei beispielsweise abgestuft ausgebildet, wie in 7 gezeigt ist, um den ersten und zweiten Aufnahmeabschnitt 80, 82 zu bilden. Der zweite Aufnahmeabschnitt 82 bildet dabei beispielsweise einen Ölraum oder Schmiermittelraum, in welchem ein Ölabweisring 79 angeordnet werden kann, über welchen Öl bzw. Schmiermittel abgeschleudert werden kann. Der Ölabweisring 79 bildet dabei eine Axiallagerfläche für das Axiallager 40.
-
Die fünfte erfindungsgemäße Ausführungsform hat den Vorteil, dass die Nut bzw. der erste Aufnahmeabschnitt 80 erlaubt, die Axiallageranordnung 38 auf den Läufer zu fädeln. Es entfallen hierbei ebenfalls zusätzliche Befestigungsprozesse, wie Verschraubungsprozesse.
-
Die Erfindung ist auf die zuvor beschriebenen Ausführungsformen nicht beschränkt. Insbesondere können die zuvor beschriebenen Ausführungsformen miteinander kombiniert werden, besonderes einzelne Merkmale der verschiedenen Ausführungsformen.
-
Die Erfindung ist dabei nicht auf die Radiallageranordnungen 36 beschränkt, wie sie zuvor mit Bezug die Figuren beschrieben wurden. Grundsätzlich kann jede andere Radiallageranordnung zum Lagern der Welle 30 des Turboladers verwendet werden. Kern dieser Erfindung ist die Axiallageranordnung 38. Dabei kann neben der in den Figuren gezeigten Axiallagerscheibe 40 auch jedes andere Axiallager 40 eingesetzt werden, beispielsweise ein axiales berührungsloses Lager, wie z. B. ein axiales Magnetlager, ein axiales Wälzlager und/oder ein axiales Gleitlager usw., um nur einige weitere Beispiele für Axiallager 40 zu nennen.
