DE102016014147A1 - Bearing cartridge for a rotor of an exhaust gas turbocharger - Google Patents
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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. 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.
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
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
Des Weiteren ist aus der
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.
-
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.
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
Aus
Die Lagerkartusche
Die Lagerkartusche
Besonders gut aus
Mittels der Abflachung
Um einer durch die Abflachung
Somit ist erkennbar, dass die Abflachung
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]
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DE102016014147.6A DE102016014147A1 (en) | 2016-11-25 | 2016-11-25 | Bearing cartridge for a rotor of an exhaust gas turbocharger |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
DE102016014147.6A DE102016014147A1 (en) | 2016-11-25 | 2016-11-25 | Bearing cartridge for a rotor of an exhaust gas turbocharger |
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DE (1) | DE102016014147A1 (en) |
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2016
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |