DE102016014147A1 - Bearing cartridge for a rotor of an exhaust gas turbocharger - Google Patents

Bearing cartridge for a rotor of an exhaust gas turbocharger Download PDF

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Annette Seeger
Stanislav Mihal
David Kuschnertschuk
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lagerkartusche (10) für einen wenigstens ein Laufrad und eine drehfest mit dem Laufrad verbundene Welle umfassenden Rotor eines Abgasturboladers einer Verbrennungskraftmaschine, wobei die als zusammengebaute Baueinheit ausgebildete Lagerkartusche (10) auf der Welle, welche über die Lagerkartusche (10) an einem Gehäuse drehbar zu lagern ist, anordenbar ist und wenigstens zwei Wälzlager (12, 14) mit jeweiligen Wälzkörpern (16, 18) und wenigstens einen drehfest mit der Welle verbindbaren und außenumfangsseitig wenigstens einen runden Teilbereich (38) aufweisenden Innenring (20) umfasst, wobei der Innenring (20) außenumfangsseitig wenigstens eine sich in Umfangsrichtung des Innenrings (20) an den runden Teilbereich (38) anschließende Abflachung (40), mittels welcher eine Drehzahl des Innenrings (20) erfassbar ist, und wenigstens einen der Abflachung (40) gegenüberliegenden Auswuchtbereich (44) aufweist, mittels welcher einer durch die Abflachung (40) bewirkten Unwucht des Innenrings (20) entgegengewirkt ist.

Figure DE102016014147A1_0000
The invention relates to a bearing cartridge (10) for at least one impeller and a rotatably connected to the impeller shaft comprehensive rotor of an exhaust gas turbocharger of an internal combustion engine, wherein the assembled assembly as a bearing cartridge (10) on the shaft, which via the bearing cartridge (10) a housing is to be rotatably mounted, can be arranged and at least two rolling bearings (12, 14) with respective rolling elements (16, 18) and at least one rotatably connected to the shaft and the outer peripheral side at least one circular portion (38) having inner ring (20), wherein the inner ring (20) on the outer peripheral side at least one in the circumferential direction of the inner ring (20) to the round portion (38) subsequent flattening (40) by means of which a rotational speed of the inner ring (20) is detectable, and at least one of the flattening (40) having opposite Auswuchtbereich (44), by means of which by the flattening (40) b ewirkten imbalance of the inner ring (20) is counteracted.
Figure DE102016014147A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft eine Lagerkartusche für einen Rotor eines Abgasturboladers gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to a bearing cartridge for a rotor of an exhaust gas turbocharger according to the preamble of patent claim 1.

Eine solche Lagerkartusche für einen wenigstens ein Laufrad und eine drehfest mit dem Laufrad verbundene Welle umfassenden Rotor eines Abgasturboladers einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, ist beispielsweise bereits der DE 10 2014 223 985 A1 als bekannt zu entnehmen. Die Lagerkartusche ist dabei als zusammengebaute Baueinheit ausgebildet und wird üblicherweise auch als Lagerpatrone oder Patronenlager bezeichnet. Dabei ist die Lagerkartusche auf der Welle anordenbar, wobei die Welle über die Lagerkartusche an einem Gehäuse des Abgasturboladers drehbar zu lagern ist. Die Lagerkartusche umfasst zwei Wälzlager mit jeweiligen Wälzkörpern sowie wenigstens einen drehfest mit der Welle verbindbaren und außenumfangsseitig wenigstens einen runden Teilbereich aufweisenden Innenring. Der Innenring bildet beispielsweise wenigstens eine außenumfangsseitige Laufbahn, an welcher die beispielsweise als Kugeln ausgebildeten Wälzkörper abwälzen können, wenn sich beispielsweise die Welle mit dem Innenring relativ zu dem Gehäuse beziehungsweise relativ zu einem Außenring der Lagerkartusche dreht.Such a bearing cartridge for a rotor comprising at least one impeller and a rotatably connected to the impeller shaft of an exhaust gas turbocharger of an internal combustion engine, in particular for a motor vehicle, for example, is already the DE 10 2014 223 985 A1 to be known as known. The bearing cartridge is designed as an assembled unit and is commonly referred to as a storage cartridge or cartridge chamber. In this case, the bearing cartridge can be arranged on the shaft, wherein the shaft is rotatably mounted on the bearing cartridge on a housing of the exhaust gas turbocharger. The bearing cartridge comprises two roller bearings with respective rolling elements as well as at least one inner ring which can be connected to the shaft in a rotationally fixed manner and has at least one round partial region on the outer peripheral side. The inner ring forms, for example, at least one outer peripheral side raceway on which the rolling elements formed, for example, as balls, can roll when, for example, the shaft rotates with the inner ring relative to the housing or relative to an outer ring of the bearing cartridge.

Unter dem Merkmal, dass die Lagerkartusche als zusammengebaute Baueinheit ausgebildet ist, ist zu verstehen, dass die Lagerkartusche vor ihrem Einbau beziehungsweise vor ihrer Montage, das heißt vor ihrer Anordnung auf der Welle bereits zusammengebaut ist und somit die zusammengebaute Baueinheit bildet, sodass die Lagerkartusche in ihrem zusammengebauten beziehungsweise vormontierten Zustand auf besonders einfache Weise auf der Welle angeordnet und insbesondere in axialer Richtung der Welle auf diese aufgesteckt werden kann.Under the feature that the bearing cartridge is designed as an assembled unit, it should be understood that the bearing cartridge is already assembled before its installation or before its assembly, that is, before its arrangement on the shaft and thus forms the assembled unit, so that the bearing cartridge in their assembled or preassembled state arranged in a particularly simple manner on the shaft and in particular in the axial direction of the shaft can be attached to this.

Außerdem offenbart die DE 10 2012 208 966 A1 einen Abgasturbolader, mit einer Abgasturbine mit einem Turbinenrad, mit einem Frischluftverdichter mit einem Verdichterrad und mit einer Lageraufnahme.In addition, the disclosed DE 10 2012 208 966 A1 an exhaust gas turbocharger, with an exhaust gas turbine with a turbine wheel, with a fresh air compressor with a compressor wheel and with a bearing receptacle.

Des Weiteren ist aus der DE 10 2010 039 889 A1 eine Vorrichtung zur momenteübertragenden, lösbaren Festlegung eines Verdichterrads an einer Antriebswelle einer Strömungsmaschine bekannt.Furthermore, from the DE 10 2010 039 889 A1 a device for torque transmitting, detachable fixing a compressor wheel to a drive shaft of a turbomachine known.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Lagerkartusche der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass ein besonders vorteilhafter Betrieb der Lagerkartusche und somit des Rotors insgesamt realisierbar ist.Object of the present invention is to develop a bearing cartridge of the type mentioned in such a way that a particularly advantageous operation of the bearing cartridge and thus of the rotor is generally feasible.

Diese Aufgabe wird durch eine Lagerkartusche mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a bearing cartridge having the features of patent claim 1. Advantageous embodiments with expedient developments of the invention are specified in the remaining claims.

Um eine Lagerkartusche der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass ein besonders vorteilhafter Betrieb der Lagerkartusche und somit des Rotors beziehungsweise des Abgasturboladers insgesamt realisierbar ist, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Innenring außenumfangsseitig wenigstens eine sich in Umfangsrichtung des Innenrings an den runden Teilbereich anschließende Abflachung aufweist, mittels welcher eine Drehzahl des Innenrings erfassbar ist. Da der Innenring in vollständig hergestelltem Zustand des Abgasturboladers drehfest mit der Welle verbunden ist, entspricht die Drehzahl des Innenrings einer Drehzahl der Welle, die sich mit der Drehzahl beispielsweise relativ zu dem Gehäuse dreht. Somit kann mittels der Abflachung und somit über den Innenring die Drehzahl der Welle mittels wenigstens eines Drehzahlsensors erfasst werden.To further develop a bearing cartridge specified in the preamble of claim 1 type such that a particularly advantageous operation of the bearing cartridge and thus the rotor or the exhaust gas turbocharger is generally feasible, it is inventively provided that the inner ring outer circumference at least one in the circumferential direction of the inner ring to the having round partial area subsequent flattening, by means of which a rotational speed of the inner ring can be detected. Since the inner ring is rotatably connected to the shaft in the fully manufactured state of the exhaust gas turbocharger, the rotational speed of the inner ring corresponds to a rotational speed of the shaft, which rotates with the rotational speed, for example relative to the housing. Thus, by means of the flattening and thus via the inner ring, the rotational speed of the shaft can be detected by means of at least one rotational speed sensor.

Der Drehzahlsensor ist beispielsweise dazu ausgebildet, die Abflachung optisch zu erfassen. Insbesondere ist der Drehzahlsensor in der Lage, optisch zwischen dem runden Teilbereich und der Abflachung zu unterscheiden, sodass immer dann, wenn die Abflachung an dem Drehzahlsensor vorbeistreicht, mittels des Drehzahlsensors eine vollständige Umdrehung des Innenrings und somit der Welle erfasst wird. Auf diese Weise kann während einer vorgebbaren Zeitspanne die Anzahl an vollständigen Umdrehungen des Innenrings und somit der Welle erfasst werden, sodass die Anzahl an vollständigen Umdrehungen bezogen auf die Zeitspanne die Drehzahl des Innenrings und somit der Welle ergibt. In der Folge ist eine Drehzahlerfassung der Welle beziehungsweise des Rotors insgesamt auf besonders einfache Weise realisierbar, sodass sich ein besonders vorteilhafter Betrieb des Rotors und somit des Abgasturboladers insgesamt darstellen lässt.The speed sensor is designed, for example, to optically detect the flattening. In particular, the speed sensor is capable of visually distinguishing between the round portion and the flattening so that whenever the flattening past the speed sensor, a complete revolution of the inner ring and thus the shaft is detected by means of the speed sensor. In this way, the number of complete revolutions of the inner ring and thus the shaft can be detected during a predetermined period of time, so that the number of complete revolutions with respect to the time period results in the speed of the inner ring and thus the shaft. As a result, a rotational speed detection of the shaft or of the rotor as a whole can be realized in a particularly simple manner, so that a particularly advantageous operation of the rotor and thus of the exhaust gas turbocharger can be represented overall.

Außerdem weist der Innenring wenigstens einen der Abflachung, insbesondere in radialer Richtung des Innenrings, gegenüberliegenden Auswuchtbereich auf, mittels welchem einer durch die Abflachung bewirkten Unwucht des Innenrings entgegengewirkt ist. Hierdurch kann eine übermäßige Unwucht des Innenrings und somit des Rotors insgesamt vermieden werden, sodass sich eine Stabilisierung der Rotordynamik darstellen lässt. Daraus resultiert eine besonders hohe Lebensdauer des Rotors und somit des gesamten Abgasturboladers. Mit anderen Worten, ist beispielsweise lediglich die Abflachung, nicht jedoch der Auswuchtbereich vorgesehen, so weisen der Innenring und somit der Rotor insgesamt eine durch die Abflachung bewirkte, unerwünschte Unwucht auf. Diese Unwucht resultiert daraus, dass die Abflachung im Vergleich zu dem runden Teilbereich abgeflacht ist und im Vergleich zu einem Zustand, in welchem der Innenring außenumfangsseitig im Bereich der Abflachung wie in dem runden Teilbereich ebenfalls außenumfangsseitig rund ausgestaltet ist, eine Gewichtsreduzierung des Innenrings bewirkt. Diese Gewichtsreduzierung führt - wenn keine entsprechenden Gegenmaßnahmen getroffen sind - zu einer Unwucht des Innenrings, da der Innenring aufgrund der Abflachung nicht rotationssymmetrisch ausgebildet ist.In addition, the inner ring has at least one of the flattening, in particular in the radial direction of the inner ring, opposite balancing region, by means of which an impact caused by the flattening imbalance of the inner ring is counteracted. As a result, an excessive unbalance of the inner ring and thus of the rotor can be avoided altogether, so that a stabilization of the rotor dynamics can be represented. This results in a particularly long service life of the rotor and thus of the entire exhaust gas turbocharger. In other words, if, for example, only the flattening, but not the balancing area is provided, then the inner ring and thus the rotor as a whole have an undesired effect caused by the flattening Imbalance on. This imbalance results from the fact that the flattening is flattened compared to the round portion and a weight reduction of the inner ring causes in comparison to a state in which the inner ring on the outer peripheral side in the region of the flattening as in the round portion also around the outer circumference. This weight reduction leads - if no appropriate countermeasures are taken - to an imbalance of the inner ring, since the inner ring is not rotationally symmetrical due to the flattening.

Dieser durch die Abflachung beziehungsweise durch die aus der Abflachung resultierende Gewichtsreduzierung bewirkten Unwucht kann mittels des Auswuchtbereichs entgegengewirkt werden, da beispielsweise auch durch den Auswuchtbereich im Vergleich zu dem zuvor genannten Zustand, in welchem der Innenring weder die Abflachung noch den Auswuchtbereich aufweist, eine Gewichtsreduzierung des Innenrings bewirkt ist. Dabei entspricht beispielsweise die durch den Auswuchtbereich bewirkte Gewichtsreduzierung der durch die Abflachung bewirkten Gewichtsreduzierung des Innenrings, sodass beispielsweise die durch die Abflachung bewirkte Unwucht aufgehoben oder zumindest teilweise kompensiert werden kann. Dadurch kann ein besonders ruhiger und somit vorteilhafter Lauf des Innenrings und somit des Rotors insgesamt gewährleistet werden. Mit anderen Worten ist beispielsweise durch den Auswuchtbereich im Vergleich zu dem zuvor genannten Zustand eine erste Unwucht gebildet, wobei durch die Abflachung beispielsweise im Vergleich zu dem zuvor genannten Zustand eine zweite Unwucht gebildet beziehungsweise bewirkt ist. Dabei entspricht die erste Unwucht der zweiten Unwucht beziehungsweise umgekehrt, sodass sich diese Unwuchten beispielsweise zumindest im Wesentlichen ausgleichen. Dadurch kann eine besonders vorteilhafte Dynamik des Rotors geschaffen werden.This imbalance caused by the flattening or by the reduction in weight resulting from the flattening can be counteracted by means of the balancing area, since, for example, also by the balancing area in comparison with the previously mentioned state, in which the inner ring has neither the flattening nor the balancing area, a weight reduction of Inner ring is effected. In this case, for example, the weight reduction effected by the balancing area corresponds to the weight reduction of the inner ring caused by the flattening, so that, for example, the imbalance caused by the flattening can be canceled or at least partially compensated. As a result, a particularly quiet and therefore advantageous running of the inner ring and thus of the rotor as a whole can be ensured. In other words, a first imbalance is formed, for example, by the balancing area in comparison to the aforementioned state, wherein a second imbalance is formed or caused by the flattening, for example, in comparison to the aforementioned state. In this case, the first imbalance corresponds to the second imbalance or vice versa, so that these imbalances compensate, for example, at least substantially. As a result, a particularly advantageous dynamics of the rotor can be created.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment and from the drawing. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or in the figures alone can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or in isolation, without the scope of To leave invention.

Die Zeichnung zeigt in:

  • 1 eine schematische Längsschnittansicht einer erfindungsgemäßen Lagerkartusche für einen Rotor eines Abgasturboladers, mit wenigstens einem Innenring, welcher außenumfangsseitig wenigstens eine Abflachung und wenigstens einen der Abflachung gegenüberliegenden Auswuchtbereich aufweist;
  • 2 eine schematische Querschnittsansicht des Innenrings; und
  • 3 eine schematische Perspektivansicht des Innenrings.
The drawing shows in:
  • 1 a schematic longitudinal sectional view of a bearing cartridge according to the invention for a rotor of an exhaust gas turbocharger, with at least one inner ring, which outer circumference at least one flattening and at least one of the flattening opposite balancing region;
  • 2 a schematic cross-sectional view of the inner ring; and
  • 3 a schematic perspective view of the inner ring.

In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, the same or functionally identical elements are provided with the same reference numerals.

1 zeigt in einer schematischen Längsschnittansicht eine im Ganzen mit 10 bezeichnete Lagerkartusche für einen Rotor eines Abgasturboladers einer Verbrennungskraftmaschine. Die Verbrennungskraftmaschine ist beispielsweise Bestandteil eines Kraftfahrzeugs, welches mittels der Verbrennungskraftmaschine antreibbar ist. Der Rotor und die Lagerkartusche 10 sind beispielsweise Bestandteile einer Rotoreinrichtung des Abgasturboladers. Der Rotor umfasst dabei wenigstens ein Laufrad und eine drehfest mit dem Laufrad verbundene Welle, wobei das Laufrad beispielsweise ein von Abgas der Verbrennungskraftmaschine antreibbares Turbinenrad einer Turbine des Abgasturboladers ist. Alternativ ist es denkbar, dass das Laufrad ein Verdichterrad eines Verdichters des Abgasturboladers ist, wobei das Verdichterrad üblicherweise von dem Turbinenrad antreibbar ist. Mittels des Verdichterrads kann beispielsweise Luft verdichtet werden, welche wenigstens einem Brennraum der Verbrennungskraftmaschine zugeführt werden kann. 1 shows a schematic longitudinal sectional view of a designated as a whole with 10 bearing cartridge for a rotor of an exhaust gas turbocharger of an internal combustion engine. The internal combustion engine is for example part of a motor vehicle, which is drivable by means of the internal combustion engine. The rotor and the bearing cartridge 10 are, for example, components of a rotor device of the exhaust gas turbocharger. The rotor comprises at least one impeller and a rotatably connected to the impeller shaft, wherein the impeller is, for example, a turbine of the internal combustion engine drivable turbine of a turbine of the exhaust gas turbocharger. Alternatively, it is conceivable that the impeller is a compressor wheel of a compressor of the exhaust gas turbocharger, wherein the compressor wheel is usually driven by the turbine wheel. By means of the compressor wheel, for example, air can be compressed, which can be supplied to at least one combustion chamber of the internal combustion engine.

Im fertig hergestellten Zustand des Rotors ist das Laufrad drehfest mit der Welle verbunden, sodass das Laufrad von der Welle antreibbar und/oder die Welle von dem Laufrad antreibbar ist. Die Rotoreinrichtung umfasst ferner die Lagerkartusche 10, welche als zusammengebaute Baueinheit ausgebildet ist und auch als Lagerpatrone oder Patronenlager bezeichnet wird. Die Lagerkartusche 10 umfasst wenigstens zwei Wälzlager 12 und 14 mit jeweiligen Wälzkörpern 16 und 18. Bei dem in den Fig. veranschaulichten Ausführungsbeispiel sind die Wälzlager 12 und 14 als Kugellager ausgebildet, sodass die jeweiligen Wälzkörper 16 und 18 als Kugeln ausgebildet sind. 1 zeigt die Lagerkartusche 10 in ihrem zusammengebauten und somit vormontierten Zustand. Unter dem Merkmal, dass die Lagerkartusche 10 als zusammengebaute Baueinheit ausgebildet ist, ist zu verstehen, dass die Lagerkartusche 10 vor ihrem Einbau, das heißt vor ihrer Anordnung beziehungsweise vor ihrer Montage auf der Welle bereits zusammengebaut und somit montiert ist, sodass die als zusammengebaute Baueinheit ausgebildete Lagerkartusche 10 in ihrem zusammengebauten Zustand besonders einfach auf der Welle montiert werden kann. Die Lagerkartusche 10 ist somit auf der Welle anordenbar, welche über die Lagerkartusche 10 an einem Gehäuse des Abgasturboladers drehbar zu lagern beziehungsweise gelagert ist. Dabei kann die Lagerkartusche 10 beispielsweise in ihrem zusammengebauten Zustand in axialer Richtung der Welle auf diese aufgeschoben und somit auf der Welle montiert beziehungsweise angeordnet werden. Im vollständig hergestellten Zustand des Abgasturboladers ist somit der Rotor über die Lagerkartusche 10 an dem Gehäuse um eine Drehachse relativ zu dem Gehäuse drehbar gelagert.In the finished state of the rotor, the rotor is rotatably connected to the shaft, so that the impeller driven by the shaft and / or the shaft is driven by the impeller. The rotor device further comprises the bearing cartridge 10 , which is designed as an assembled unit and is also referred to as a storage cartridge or cartridge chamber. The storage cartridge 10 comprises at least two rolling bearings 12 and 14 with respective rolling elements 16 and 18 , In the embodiment illustrated in the figures, the rolling bearings 12 and 14 designed as a ball bearing, so that the respective rolling elements 16 and 18 are formed as balls. 1 shows the storage cartridge 10 in their assembled and thus preassembled condition. Under the feature that the storage cartridge 10 is designed as an assembled unit, it should be understood that the bearing cartridge 10 prior to their installation, that is already assembled and thus mounted on the shaft prior to their arrangement or prior to their assembly, so that designed as an assembled unit bearing cartridge 10 in its assembled state can be easily mounted on the shaft. The storage cartridge 10 is thus locatable on the shaft, which on the storage cartridge 10 is rotatably supported or mounted on a housing of the exhaust gas turbocharger. The storage cartridge can 10 For example, in its assembled state in the axial direction of the shaft pushed onto this and thus mounted on the shaft or arranged. In the fully manufactured state of the exhaust gas turbocharger is thus the rotor on the bearing cartridge 10 rotatably mounted on the housing about an axis of rotation relative to the housing.

Aus 1 ist erkennbar, dass die Wälzlager 12 und 14 in axialer Richtung der Lagerkartusche 10 und somit in axialer Richtung der Welle und somit des Rotors insgesamt voneinander beabstandet angeordnet sind, wobei insbesondere die Wälzkörper 16 in axialer Richtung der Lagerkartusche 10 von den Wälzkörpern 18 beabstandet sind.Out 1 it can be seen that the rolling bearings 12 and 14 in the axial direction of the bearing cartridge 10 and thus are arranged in the axial direction of the shaft and thus the rotor as a whole spaced from each other, in particular the rolling elements 16 in the axial direction of the bearing cartridge 10 from the rolling elements 18 are spaced.

Die Lagerkartusche 10 umfasst dabei zwei Innenringe 20 und 22, welche beispielsweise als separat voneinander ausgebildete Bauteile ausgebildet sind. Dabei ist der Innenring 20 dem Wälzlager 12 und somit den Wälzkörpern 16 zugeordnet, wobei der Innenring 22 dem Wälzlager 14 und somit den Wälzkörpern 18 zugeordnet ist. Der Innenring 20 bildet außenumfangsseitig eine erste Laufbahn 24, an welcher die Wälzkörper 16 abwälzen können. Dementsprechend bildet der Innenring 22 außenumfangsseitig eine zweite Laufbahn 26, an welcher die Wälzkörper 18 abwälzen können. Die Innenringe 20 und 22 sind auf der Welle anordenbar und drehfest mit der Welle verbindbar. Mit anderen Worten sind die Innenringe 20 und 22 im vollständig hergestellten Zustand des Abgasturboladers auf der Welle angeordnet und drehfest mit der Welle verbunden. Dabei durchdringt beispielsweise die Welle die Innenringe 20 und 22.The storage cartridge 10 includes two inner rings 20 and 22 , which are formed for example as separately formed components. In this case, the inner ring 20 is the rolling bearing 12 and thus the rolling elements 16 assigned, with the inner ring 22 the rolling bearing 14 and thus the rolling elements 18 assigned. The inner ring 20 forms the outer peripheral side, a first career 24 to which the rolling elements 16 can shift. Accordingly, the inner ring forms 22 the outer circumference a second career 26 to which the rolling elements 18 can shift. The inner rings 20 and 22 can be arranged on the shaft and rotatably connected to the shaft. In other words, the inner rings 20 and 22 arranged in the fully manufactured state of the exhaust gas turbocharger on the shaft and rotatably connected to the shaft. For example, the shaft penetrates the inner rings 20 and 22 ,

Die Lagerkartusche 10 umfasst ferner einen den Wälzlagern 12 und 14 gemeinsamen und beispielsweise einstückig ausgebildeten Außenring 28, welcher beispielsweise innenumfangsseitig eine dritte Laufbahn 30 für die Wälzkörper 16 sowie innenumfangsseitig eine vierte Laufbahn 32 für die Wälzkörper 18 bildet. Dreht sich die Welle relativ zu dem Gehäuse und somit relativ zu dem Außenring 28, so drehen sich die Innenringe 20 und 22 zusammen mit der Welle relativ zu dem Gehäuse und relativ zu dem Außenring 28, da die Innenringe 20 und 22 drehfest mit der Welle verbunden sind. Infolge dieser Relativdrehung zwischen den Innenringen 20 und 22 und dem Außenring 28 wälzen die Wälzkörper 16 und 18 an den jeweiligen Laufbahnen 24 und 30 beziehungsweise 26 und 32 ab. Hierdurch ist die Wälzlagerung des Rotors geschaffen. Das Wälzlager 12 umfasst einen Lagerkä34, mittels welchem beispielsweise die Wälzkörper 16 in Umfangsrichtung des Innenrings 20 in einem jeweiligen Abstand zueinander gehalten beziehungsweise geführt werden.The storage cartridge 10 further includes a rolling bearing 12 and 14 common and, for example, integrally formed outer ring 28 , which, for example, on the inner circumference a third career 30 for the rolling elements 16 and on the inner circumference a fourth career 32 for the rolling elements 18 forms. The shaft rotates relative to the housing and thus relative to the outer ring 28 , so turn the inner rings 20 and 22 together with the shaft relative to the housing and relative to the outer ring 28 because the inner rings 20 and 22 rotatably connected to the shaft. As a result of this relative rotation between the inner rings 20 and 22 and the outer ring 28 roll the rolling elements 16 and 18 at the respective raceways 24 and 30 respectively 26 and 32 from. As a result, the rolling bearing of the rotor is created. The rolling bearing 12 includes a warehouse cheese 34 , By means of which, for example, the rolling elements 16 in the circumferential direction of the inner ring 20 held or guided at a respective distance from each other.

Besonders gut aus 2 ist erkennbar, dass beispielsweise der Innenring 20, insbesondere dessen die Laufbahn 24 bildende, außenumfangsseitige Mantelfläche 36, außenumfangsseitig wenigstens einen runden Teilbereich 38 aufweist. Der runde Teilbereich 38 ist außenumfangsseitig als Kreisbogensegment ausgebildet. Ferner weist der Innenring 20, insbesondere dessen außenumfangsseitige Mantelfläche 36, außenumfangsseitig wenigstens eine sich in Umfangsrichtung des Innenrings 20 an den runden Teilbereich 38 anschließende Abflachung 40 auf. Aus 2 ist besonders gut erkennbar, dass der Innenring 20, insbesondere dessen außenumfangsseitige Mantelfläche 36, im Bereich der Abflachung 40 gegenüber dem runden Teilbereich 38 abgeflacht ist, sodass beispielsweise der Innenring 20 beziehungsweise dessen außenumfangsseitige Mantelfläche 36 in dem Teilbereich 38 konvex und im Bereich der Abflachung 40 zumindest im Wesentlichen flach beziehungsweise eben ausgebildet ist. Especially good 2 it can be seen that, for example, the inner ring 20 , in particular its career 24 forming, outer peripheral side surface 36 , on the outer circumference at least one round portion 38 having. The round section 38 is outside circumference formed as a circular arc segment. Furthermore, the inner ring 20 , in particular its outer peripheral side surface 36 , on the outer peripheral side at least one in the circumferential direction of the inner ring 20 to the round section 38 subsequent flattening 40 on. Out 2 is particularly well recognizable that the inner ring 20 , in particular its outer peripheral side surface 36 , in the area of flattening 40 opposite the round section 38 flattened so that, for example, the inner ring 20 or its outer peripheral side surface 36 in the subarea 38 convex and in the area of the flattening 40 at least substantially flat or flat.

Mittels der Abflachung 40 ist eine Drehzahl des Innenrings 20 erfassbar. Hierzu weist beispielsweise der Außenring 28 eine vorliegend als Durchgangsöffnung 42 ausgebildete Öffnung auf, über welche beispielsweise ein in den Fig. nicht dargestellter Drehzahlsensor die Abflachung 40, insbesondere optisch, erfassen kann. Beispielsweise greift der Drehzahlsensor zumindest teilweise in die Durchgangsöffnung 42 ein oder durchdringt die Durchgangsöffnung 42, sodass die Abflachung 40 mittels des Drehzahlsensors, insbesondere optisch, erfasst werden kann.By means of the flattening 40 is a speed of the inner ring 20 detectable. For this purpose, for example, the outer ring 28 one present as a passage opening 42 formed opening, via which, for example, a speed sensor, not shown in the figures, the flattening 40 , in particular optically, can detect. For example, the rotational speed sensor at least partially engages in the passage opening 42 or penetrates the passage opening 42 so the flattening 40 can be detected by means of the speed sensor, in particular optically.

Um einer durch die Abflachung 40 bewirkten Unwucht des Innenrings 20 entgegenzuwirken, weist der Innenring 20 wenigstens einen der Abflachung 40, insbesondere in radialer Richtung des Innenrings 20, gegenüberliegenden Auswuchtbereich 44 auf, mittels welchem der durch die Abflachung 40 bewirkten Unwucht des Innenrings 20 entgegengewirkt ist. Während die Abflachung 40 bei dem in den Fig. veranschaulichten Ausführungsbeispiel außenumfangsseitig am Innenring 20 vorgesehen ist, ist der Auswuchtbereich 44, insbesondere eine Auswuchtfläche 46 des Auswuchtbereichs 44, innenumfangsseitig an dem Innenring 20 beziehungsweise an einer innenumfangsseitigen Mantelfläche 48 des Innenrings 20 vorgesehen. Dabei weist der Auswuchtbereich 44 beispielsweise eine innenumfangsseitig an dem Innenring 20 vorgesehene Ausnehmung 50 auf, welche auch als Einbuchtung bezeichnet wird.To one by the flattening 40 caused imbalance of the inner ring 20 counteract, the inner ring has 20 at least one of the flattening 40 , in particular in the radial direction of the inner ring 20 , opposite balancing area 44 on, by means of which by the flattening 40 caused imbalance of the inner ring 20 counteracted. While the flattening 40 in the embodiment illustrated in the figures on the outer peripheral side on the inner ring 20 is provided, is the balancing area 44 , in particular a balancing surface 46 of the balancing area 44 , on the inner circumference of the inner ring 20 or on an inner circumferential side surface 48 of the inner ring 20 intended. This shows the balancing area 44 for example, an inner peripheral side on the inner ring 20 provided recess 50, which is also referred to as indentation.

Somit ist erkennbar, dass die Abflachung 40 außen an dem Innenring 20 vorgesehen ist, während der Auswuchtbereich 44 beziehungsweise die Ausnehmung 50 innen an dem Innenring 20 vorgesehen ist. Dabei entspricht beispielsweise eine durch das Herstellen des Auswuchtbereichs 44 bewirkte erste Gewichtsreduktion einer durch das Herstellen der Abflachung 40 bewirkten zweiten Gewichtsreduktion des Innenrings 20, sodass eine durch die Abflachung 40 bewirkte Unwucht einer durch den Auswuchtbereich 44 bewirkten Unwucht des Innenrings 20 entspricht. Da diese Unwuchten einander gegenüberliegend angeordnet sind, kompensieren sich die Unwuchten zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, sodass der Innenring 20 und somit der Rotor insgesamt einen besonders ruhigen Lauf aufweisen. Dadurch kann die Unwucht des Rotors insgesamt gering gehalten werden, sodass die Rotordynamik stabilisiert werden kann. Daraus resultiert eine besonders hohe Lebensdauer des gesamten Abgasturboladers.Thus it can be seen that the flattening 40 outside on the inner ring 20 is provided while the balancing area 44 or the recess 50 inside of the inner ring 20 is provided. For example, one corresponds to the production of the balancing area 44 caused the first weight reduction by producing the flattening 40 caused second weight reduction of the inner ring 20 so one by the flattening 40 caused imbalance one through the balancing area 44 caused imbalance of the inner ring 20 equivalent. Since these imbalances are arranged opposite to each other, the imbalances compensate at least partially, in particular at least predominantly or completely, so that the inner ring 20 and thus the rotor overall have a particularly quiet running. As a result, the imbalance of the rotor can be kept low overall, so that the rotor dynamics can be stabilized. This results in a particularly long service life of the entire exhaust gas turbocharger.

3 zeigt eine schematische Perspektivansicht des Innenrings 20. In 3 sind besonders gut die außenumfangsseitige Abflachung 40 und der gegenüberliegende, innenumfangsseitige Auswuchtbereich 44 erkennbar. 3 shows a schematic perspective view of the inner ring 20 , In 3 are particularly good the outer peripheral side flattening 40 and the opposite, inner peripheral side balancing area 44 recognizable.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Lagerkartuschebearing cartridge
1212
Wälzlagerroller bearing
1414
Wälzlagerroller bearing
1616
Wälzkörperrolling elements
1818
Wälzkörperrolling elements
2020
Innenringinner ring
2222
Innenringinner ring
2424
Laufbahncareer
2626
Laufbahncareer
2828
Außenringouter ring
3030
Laufbahncareer
3232
Laufbahncareer
3434
Lagerkäfigbearing cage
3636
außenumfangsseitige Mantelflächeouter peripheral side surface
3838
runder Teilbereichround section
4040
Abflachungflattening
4242
DurchgangsöffnungThrough opening
4444
AuswuchtbereichAuswuchtbereich
4646
Auswuchtflächebalance land
4848
innenumfangsseitige MantelflächeInner peripheral side surface

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102014223985 A1 [0002]DE 102014223985 A1 [0002]
  • DE 102012208966 A1 [0004]DE 102012208966 A1 [0004]
  • DE 102010039889 A1 [0005]DE 102010039889 A1 [0005]

Claims (3)

Lagerkartusche (10) für einen wenigstens ein Laufrad und eine drehfest mit dem Laufrad verbundene Welle umfassenden Rotor eines Abgasturboladers einer Verbrennungskraftmaschine, wobei die als zusammengebaute Baueinheit ausgebildete Lagerkartusche (10) auf der Welle, welche über die Lagerkartusche (10) an einem Gehäuse drehbar zu lagern ist, anordenbar ist und wenigstens zwei Wälzlager (12, 14) mit jeweiligen Wälzkörpern (16, 18) und wenigstens einen drehfest mit der Welle verbindbaren und außenumfangsseitig wenigstens einen runden Teilbereich (38) aufweisenden Innenring (20) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenring (20) außenumfangsseitig wenigstens eine sich in Umfangsrichtung des Innenrings (20) an den runden Teilbereich (38) anschließende Abflachung (40), mittels welcher eine Drehzahl des Innenrings (20) erfassbar ist, und wenigstens einen der Abflachung (40) gegenüberliegenden Auswuchtbereich (44) aufweist, mittels welcher einer durch die Abflachung (40) bewirkten Unwucht des Innenrings (20) entgegengewirkt ist.Bearing cartridge (10) for a at least one impeller and a rotatably connected to the impeller shaft associated rotor of an exhaust gas turbocharger of an internal combustion engine, wherein the constructed as an assembled unit bearing cartridge (10) on the shaft, which rotatably via the bearing cartridge (10) to a housing store, is arrangeable and at least two rolling bearings (12, 14) with respective rolling elements (16, 18) and at least one rotatably connected to the shaft and the outer peripheral side at least one round portion (38) having inner ring (20), characterized in that the inner ring (20) on the outer peripheral side at least one in the circumferential direction of the inner ring (20) to the round portion (38) subsequent flattening (40) by means of which a rotational speed of the inner ring (20) can be detected, and at least one of the flattening (40) opposite Balancing region (44), by means of which bewir by the flattening (40) kten imbalance of the inner ring (20) is counteracted. Lagerkartusche (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine durch das Herstellen des Auswuchtbereichs (44) bewirkte erste Gewichtsreduktion einer durch das Herstellen der Abflachung (40) bewirkten zweiten Gewichtsreduktion des Innenrings (20) entspricht.Storage cartridge (10) after Claim 1 , characterized in that a first weight reduction effected by the production of the balancing area (44) corresponds to a second weight reduction of the inner ring (20) caused by the production of the flat (40). Lagerkartusche nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Auswuchtbereich (44) wenigstens eine Ausnehmung (50) umfasst, welche innenumfangsseitig an dem Innenring (20) vorgesehen ist.Storage cartridge after Claim 1 or 2 , characterized in that the balancing region (44) comprises at least one recess (50) which is provided on the inner circumference side on the inner ring (20).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN109113856A (en) * 2018-07-20 2019-01-01 中车大连机车研究所有限公司 Turbocharger with bearing self-return function

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