DE102014206409A1 - Rotor einer Ladeeinrichtung - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rotor (1) einer Ladeeinrichtung (2), insbesondere eines Abgasturboladers, mit einem Verdichterrad (3) und einem daran befestigten Turbinenrad (4), wobei der Rotor (1) an zumindest einem Längsende eine topfförmige Lagerbuchse (7) zur Radialluftlagerung aufweist. Erfindungswesentlich ist dabei, dass die Lagerbuchse (7) zumindest einen Hohlraum (8) und mehrere sich in den Hohlraum (8) erstreckende Aussteifungsrippen (9) aufweist. Hierdurch kann ein leichter Rotor (1) mit verbesserter Eigenfrequenz geschaffen werden.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft den Rotor einer Ladeeinrichtung, insbesondere eines Abgasturboladers, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem eine Ladeeinrichtung mit einem derartigen Rotor.
  • Aus der DE 10 2012 202 272 A1 ist ein gattungsgemäßer Rotor einer Ladeeinrichtung mit zumindest zwei aneinander befestigten Teilen bekannt, die zusammen einen Hohlraum einschließen. Die beiden Teile sind dabei über einen in dem Hohlraum herrschenden Unterdruck, insbesondere über ein Vakuum aneinander befestigt. Gelagert wird der bekannte Rotor über längs endseitig angeordnete Lagerbuchsen.
  • Aus der DE 10 2008 057 729 A1 ist ein Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, bekannt, bei dem ein Rotor in einem Stator gelagert ist. Um eine besonders reibungsarme Lagerung realisieren zu können, ist ein pneumatisches Radiallager im Betrieb durch den Rotor pneumatisch aufgeladen.
  • Aus der DE 1 575 700 A1 ist ein weiterer gasgeschmierter Abgasturbolader bekannt.
  • Nachteilig bei bekannten Rotoren für Abgasturbolader ist, dass diese üblicherweise durch eine Vollwelle gebildet sind, welche dadurch vergleichsweise schwer ist. Werden hingegen hohle Lagerbuchsen für eine radiale Luftlagerung eingesetzt, so sind diese zwar leicht, jedoch auch vergleichsweise weich, wodurch die Eigenfrequenz des Rotors wiederum nachteilig beeinträchtigt wird.
  • Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, für einen Rotor der gattungsgemäßen Art eine verbesserte oder zumindest eine alternative Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch eine verbesserte Rotoreigenfrequenz auszeichnet.
  • Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, topfförmige Lagerbuchsen eines jeweils längs endseitig radial luftgelagerten Rotors mittels Aussteifungsrippen zu verstärken, bzw. auszusteifen, die sich in einen Hohlraum der jeweiligen Lagerbuchse hinein erstrecken. Der erfindungsgemäße Rotor weist dabei ein Verdichterrad sowie ein daran befestigtes Turbinenrad auf, sowie an zumindest einem Längsende die zuvor erwähnte topfförmige Lagerbuchse zur Radialluftlagerung, wobei diese Lagerbuchse zumindest einen Hohlraum und mehrere sich in diesen Hohlraum erstreckende Aussteifungsrippen besitzt. Durch die hohle Ausführungsform der Lagerbuchse ist diese einerseits leicht, was insbesondere für den Einsatz in Abgasturboladern in einem Kraftfahrzeug von Vorteil ist. Andererseits erhöhen die Aussteifungsrippen die Festigkeit der topfförmigen Lagerbuchse, wodurch diese signifikante Verbesserungen hinsichtlich der Rotoreigenfrequenz aufweist. Mit dem erfindungsgemäßen Rotor kann eine Rotoreigenfrequenz erreicht werden, die oberhalb der Drehzahl des Rotors liegt. Um die Rotoreigenfrequenz weiter zu erhöhen, kann man das Gewicht an den Rotorenden verringern, wobei eine Deformation der Lagerbuchse durch die Versteifung verhindert wird.
  • Zweckmäßig ist eine Stirnwand der Lagerbuchse verstärkt. Eine derartig verstärkte Stirnwand steift die Lagerbuchse wiederum aus und trägt dazu bei, die Rotoreigenfrequenz positiv zu beeinflussen. Die Verstärkung der Stirnwand kann dabei durch eine konvexe Aufbauchung bewirkt werden.
  • Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung sind die Aussteifungsrippen einstückig mit der Lagerbuchse ausgebildet, sodass die Lagerbuchse und die Aussteifungsrippen aus einem Stück, das heißt aus einem "Guss", hergestellt sind. Dies bietet insbesondere Vorteile in der Herstellung der Lagerbuchse, da keine zusätzliche Montage der Verstärkungs- bzw. Aussteifungsrippen erforderlich ist.
  • Zweckmäßig sind mehrere Hohlräume und mehrere Aussteifungsrippen vorgesehen, die durch achsparalle Bohrungen hergestellt sind. Die Lagerbuchse ist somit ursprünglich als Vollprofil hergestellt, wobei die Hohlräume und die die einzelnen Hohlräume begrenzenden Aussteifungsrippen durch nachträglich eingebrachte Bohrungen hergestellt sind. Die Bohrungen müssen sich dabei selbstverständlich symmetrisch zur Achse der Lagerbuchse verteilen, um später im Betrieb, das heißt bei einer Drehung des Rotors keine Unwucht zu erzeugen. Auch eine derartig hergestellte Lagerbuchse ist kostengünstig und qualitativ hochwertig zu fertigen. Selbstverständlich ist dabei auch denkbar, dass die Hohlräume generell durch Erodierverfahren herstellbar sind, wodurch ebenfalls eine kostengünstige Herstellung der Lagerbuchsen realisierbar ist.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung weisen das Verdichterrad und das Turbinenrad des Rotors jeweils einen einander zugewandte zentrale Ausnehmung auf, wobei zwischen dem Verdichterrad und dem Turbinenrad eine Dichtscheibe angeordnet ist, die ebenfalls eine solche zentrale Ausnehmung besitzt. Gleichzeitig sind das Verdichterrad, die Dichtscheibe und das Turbinenrad durch eine zentrale Schraube miteinander verschraubt, wobei die zentrale Ausnehmung in der Dichtscheibe und im Verdichterrad beispielsweise als Durchgangsöffnungen ausgebildet sind, wogegen die Ausnehmung im Turbinenrad als Einschrauböffnung ausgebildet ist. Hierdurch ist es möglich, eine die drei Komponenten miteinander verbindende Schraube von der Rückseite des Verdichterrades, das heißt von der Lagerbuchse desselben aus durch das Verdichterrad und die Dichtscheibe zu stecken und in das Turbinenrad einzuschrauben. Hierdurch ist ein Verspannen der drei Komponenten miteinander möglich. Eine derartige Verschraubung des Rotors bietet insbesondere den großen Vorteil, einzelne Komponenten desselben, beispielsweise die mittig angeordnete Dichtscheibe, verschleißbedingt einfach austauschen zu können.
  • Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
  • 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 den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
  • Dabei zeigen, jeweils schematisch,
  • 1 eine Schnittdarstellung durch einen erfindungsgemäßen Rotor mit einer Lagerbuchse im Bereich eines Turbinenrades,
  • 2 eine Darstellung wie in 1, jedoch bei einer anders ausgebildeten Lagerbuchse,
  • 3 eine Teilschnittdarstellung und eine Ansicht auf eine Lagerbuchse gemäß der 2,
  • 4 eine Darstellung wie in 1, jedoch bei einschraubbarer Lagerbuchse,
  • 5 eine anschraubbare Lagerbuchse in einer Ansicht. Entsprechend den 1, 2 und 4, weist ein erfindungsgemäßer Rotor 1 einer im Übrigen lediglich schematisch angedeuteten Ladeeinrichtung 2, insbesondere eines Abgasturboladers, ein Verdichterrad 3 sowie ein daran indirekt befestigtes Turbinenrad 4 auf. Zwischen dem Verdichterrad 3 und dem Turbinenrad 4 ist dabei eine Dichtscheibe 5 mit mehreren ringförmigen Dichtlamellen bzw. Labyrinthen 6 angeordnet. Die Dichtscheibe 5 ist vorzugsweise aus einem Titanwerkstoff hergestellt, der die Wärmeübertragung vom Turbinenrad 4 zum Verdichterrad 3 minimiert. Auf der Turbinenradseite ist eine topfförmige Lagerbuchse 7 zur Radialluftlagerung vorgesehen, die zumindest einen Hohlraum 8 und mehrere sich in diesen Hohlraum hinein erstreckende Aussteifungsrippen 9 aufweist. Die Lagerbuchse 7 kann auf ihrer Stirnwand 10 eine Axiallagerfläche insbesondere eine Rillenaxialluftlagerung aufweisen.
  • Durch die hohle Ausbildung der Lagerbuchse 7 kann diese vergleichsweise leicht, das heißt mit wenig Gewicht, ausgebildet werden, was insbesondere für die Verwendung des Rotors 1 in einer Ladeeinrichtung 2 in einem Kraftfahrzeug von besonderem Vorteil ist. Durch die zusätzlich vorgesehenen Aussteifungsrippen 9 kann die Festigkeit der Lagerbuchse 7, insbesondere in Radialrichtung, deutlich gesteigert werden, was sich ebenfalls positiv auf eine Rotoreigenfrequenz des Rotors 1 auswirkt. Bei dem erfindungsgemäßen Rotor 1 kann die Rotoreigenfrequenz über die Drehzahl des Rotors 1 angehoben werden, so dass diese im Betrieb des Abgasturboladers nie erreicht wird und demzufolge keine Eigenfrequenzprobleme auftreten. Um die Rotoreigenfrequenz weiter zu erhöhen, kann man das Gewicht an den Rotorenden verringern, wobei eine Deformation der Lagerbuchse 7 durch die Versteifung verhindert wird.
  • Gemäß den 1 und 2 ist dabei die Lagerbuchse 7 lediglich auf der Turbinenseite vorgesehen, wobei selbstverständlich auch denkbar ist, dass eine derartige Lagerbuchse 7 ausschließlich auf der Verdichterseite oder aber auf beiden Seiten vorgesehen ist.
  • Betrachtet man eine Stirnwand 10 der Lagerbuchse 7, so kann man bei der gemäß der 1 dargestellten Lagerbuchse 7 erkennen, dass diese eine konvexe Bauchung aufweist, und dadurch verstärkt ist, was sich ebenfalls positiv auf die Festigkeit und Steifigkeit der Lagerbuchse 7 auswirkt. Die gemäß der 1 gezeigten Aussteifungsrippen 9 sind dabei ringförmig ausgebildet und ragen kragenartig nach Innen in den Hohlraum 8. Generell besitzt dabei die Lagerbuchse 7 gemäß der 1 lediglich einen einzigen Hohlraum 8.
  • Im Unterschied zur Lagerbuchse 7 gemäß der 1, weist die Lagerbuchse 7 gemäß der 2 mehrere Hohlräume 8 und mehrere Aussteifungsrippen 9 auf, welche durch achsparallele Bohrungen 11 (vgl. insbesondere 3) hergestellt sind. Neben dem Herstellen der Hohlräume 8 durch Bohren, können diese selbstverständlich auf durch Erodierverfahren hergestellt werden.
  • Betrachtet man nochmals die 1 und 2, so kann man erkennen, dass das Verdichterrad 3 und das Turbinenrad 4 jeweils eine einander zugewandte zentrale Ausnehmung 12 aufweisen, ebenso wie die zwischen dem Verdichterrad 3 und dem Turbinenrad 4 gelegene Dichtscheibe 5. Sämtliche drei Komponenten des Rotors 1, das heißt das Verdichterrad 3, das Turbinenrad 4 und die Dichtscheibe 5 sind dabei durch eine zentrale Schraube 13 miteinander verschraubt, d.h. aneinander befestigt. Durch Lösen der zentralen Schraube 13 ist auch eine Demontage des Rotors 1, insbesondere beispielsweise zum Austausch einzelner Komponenten, wie beispielsweise der Dichtscheibe 5, einfach möglich. Das Anziehen der Schraube 13 erfolgt dabei von der Verdichterseite aus, wobei hierzu die Lagerbuchse 7 abgenommen wird.
  • Die Lagerbuchse 7 ist ringförmig dichtend mit dem Turbinenrad 4 verbunden, insbesondere beispielsweise verschweißt, verlötet, verstemmt oder verklebt. Die Dichtscheibe 5 weist zwei gegenüberliegende Ringstufen 14 und 14' auf, wobei in eine davon das Verdichterrad 3 mit einem ringförmigen Rand 15' eingreift, wogegen in die andere Ringstufe 14 das Turbinenrad 4 mit einem ringförmigen Rand 15 eingreift.
  • Gemäß der 4 ist eine Ausführungsform gezeigt, bei welcher die Lagerbuchse 7 mit dem Turbinenrad 4 verschraubt ist. Hierzu weist die Lagerbuchse 7 ein Außengewinde 16 und das Turbinenrad 4 ein komplementär dazu gehöriges Innengewinde 17 auf (vgl. auch 5). Zur Demontage des Rotors 1 muss hier zufolge zunächst die Lagerbuchse 7 abgeschraubt werden, um einen Zugang zur Schraube 13 zu ermöglichen. Zur Gewichtsersparnis besitzt auch die gemäß den 4 und 5 gezeigte Lagerbuchse 7 Hohlräume 8.
  • In einer weiteren Ausführungsform kann die Schraube 13 und die Lagerbuchse 7 in 4 einstückig ausgebildet sein, so dass die drei Komponenten des Rotors 1, das heißt das Verdichterrad 3, das Turbinenrad 4 und die Dichtscheibe 5 durch das Anbringen der Lagerbuchse 7 miteinander verschraubt, d.h. aneinander befestigt werden.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Rotor 1 ist es möglich, eine Radialluftlagerung am Rotor 1 mit hoher Festigkeit in Radialrichtung zu realisieren. Hierfür besitzt das Radiallagerelement, das heißt konkret die Lagerbuchse 7 mehrere Aussteifungsrippen 9, welche in zumindest einen Hohlraum 8 Lagerbuchse 7 eingreifen oder mehrere dieser Hohlräume 8 begrenzen. Durch die Aussteifungsrippen 9 kann zudem eine Deformationsneigung der Lagerbuchse 7 bei großer Rotordrehzahl reduziert werden. Ebenfalls vorteilhaft wirken sich die Aussteifungsrippen 9 auf die Rotoreigenfrequenz des Rotors 1 aus.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Rotor 1 kann insbesondere die Rotoreigenfrequenz über die Drehzahl des Rotors 1 angehoben werden, so dass sich dieser ausschließlich in einem unterkritischen Bereich dreht. Dies wird hauptsächlich durch die außenliegende Lagerung und die erhöhte Steifigkeit erreicht.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102012202272 A1 [0002]
    • DE 102008057729 A1 [0003]
    • DE 1575700 A1 [0004]

Claims (11)

  1. Rotor (1) einer Ladeeinrichtung (2), insbesondere eines Abgasturboladers, mit einem Verdichterrad (3) und einem daran befestigten Turbinenrad (4), wobei der Rotor (1) an zumindest einem Längsende eine topfförmige Lagerbuchse (7) zur Radialluftlagerung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerbuchse (7) zumindest einen Hohlraum (8) und mehrere sich in den Hohlraum (8) erstreckende Aussteifungsrippen (9) aufweist.
  2. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stirnwand (10) der Lagerbuchse (7) verstärkt ist.
  3. Rotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussteifungsrippen (9) ringförmig ausgebildet sind und kragenartig nach innen in den Hohlraum (8) ragen.
  4. Rotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Hohlräume (8) und mehrere Aussteifungsrippen (9) vorgesehen sind, die durch achsparallele Bohrungen (11) hergestellt sind.
  5. Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, – dass das Verdichterrad (3) und das Turbinenrad (4) jeweils eine einander zugewandte zentrale Ausnehmung (12) aufweist, – dass zwischen dem Verdichterrad (3) und dem Turbinenrad (4) eine Dichtscheibe (5) angeordnet ist, die ebenfalls eine zentrale Ausnehmung (12) aufweist, – die das Verdichterrad (3), die Dichtscheibe (5) und das Turbinenrad (4) durch eine zentrale Schraube (13) miteinander verschraubt sind.
  6. Rotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerbuchse (7) und die zentrale Schaube (13) einstückig ausgebildet sind.
  7. Rotor nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtscheibe (5) ringförmige Dichtlamellen (6) aufweist, die eine Labyrinthdichtung bilden.
  8. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerbuchse (7) ringförmig dichtend mit dem Verdichterrad (3) oder mit dem Turbinenrad (4) verbunden ist.
  9. Rotor nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtscheibe (5) zwei gegenüberliegende Ringstufen (14, 14') aufweist, wobei in eine davon das Verdichterrad (3) mit einem ringförmigen Rand (15') eingreift, wogegen in die andere das Turbinenrad (4) mit einem ringförmigen Rand (15) eingreift.
  10. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerbuchse (7) mit dem Verdichterrad (3) oder mit dem Turbinenrad (4) verschraubt ist.
  11. Ladeeinrichtung (2), insbesondere ein Abgasturbolader, mit einem Rotor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016207698A1 (de) * 2016-05-04 2017-11-09 Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg Ladeeinrichtung
JP7261697B2 (ja) * 2018-09-06 2023-04-20 エトスエナジー・イタリア・ソシエタ・ペル・アチオニ ガスタービンの多段式軸流圧縮機のロータを修復する方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1575700A1 (de) 1965-10-23 1970-12-10 Union Carbide Corp Gasgeschmierte Drehanordnung
DE3428327A1 (de) * 1984-08-01 1986-02-13 Gesenkschmiede Schneider Gmbh, 7080 Aalen Hohlwelle mit in laengsrichtung angebrachten versteifungsrippen
DE10011419C2 (de) * 2000-03-09 2002-01-17 Daimler Chrysler Ag Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine
DE102008057729A1 (de) 2008-11-17 2010-05-27 Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg Abgasturbolader
DE102012202272A1 (de) 2012-02-15 2013-08-22 Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg Rotor

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2948398A1 (de) * 1979-12-01 1981-06-04 Skf Kugellagerfabriken Gmbh, 8720 Schweinfurt Abgasturbolader
JPS6147435U (ja) * 1984-09-03 1986-03-29 石川島播磨重工業株式会社 過給機の軸受装置
US6182361B1 (en) * 1999-05-20 2001-02-06 The Torrington Company Method for assembling a camshaft
DE10343991A1 (de) * 2003-09-23 2005-05-04 Zahnradfabrik Friedrichshafen Schaltgetriebe mit besonderen Getriebewellen
ATE498060T1 (de) * 2007-05-24 2011-02-15 Lindenmaier Gmbh Turbolader
JP4838830B2 (ja) * 2008-08-28 2011-12-14 三菱重工業株式会社 可変容量排気ガスタービンの製造方法
DE102008048126A1 (de) * 2008-09-20 2010-03-25 Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg Turbolader
US20100175377A1 (en) * 2009-01-12 2010-07-15 Will Hippen Cooling an electrically controlled turbocharger
DE102010006716A1 (de) * 2009-02-10 2010-08-12 Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg Ladeeinrichtung
CN102536431B (zh) * 2012-01-18 2014-09-03 山东富源动力设备有限公司 汽油机涡轮增压器

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1575700A1 (de) 1965-10-23 1970-12-10 Union Carbide Corp Gasgeschmierte Drehanordnung
DE3428327A1 (de) * 1984-08-01 1986-02-13 Gesenkschmiede Schneider Gmbh, 7080 Aalen Hohlwelle mit in laengsrichtung angebrachten versteifungsrippen
DE10011419C2 (de) * 2000-03-09 2002-01-17 Daimler Chrysler Ag Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine
DE102008057729A1 (de) 2008-11-17 2010-05-27 Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg Abgasturbolader
DE102012202272A1 (de) 2012-02-15 2013-08-22 Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg Rotor

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