DE112013000435T5 - Abgasturbolader - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft Abgasturbolader (1) mit einem Verdichter (2); mit einer Turbine (3); und mit einem Lagergehäuse (4), in dem eine Lagerkartusche (5), gesichert gegen axiales Verschieben und Verdrehen, angeordnet ist; wobei ein einziges Fixierelement (6) die Lagerkartusche (5) sowohl gegen axiales Verschieben als auch Verdrehen im Lagergehäuse (4) sichert. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Montage einer Lagerkartusche (5) in einem Lagergehäuse (4) eines Abgasturboladers (1).

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Abgasturbolader gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie ein Verfahren zur Montage einer Lagerkartusche in einem Lagergehäuse eines Abgasturboladers gemäß Anspruch 7.
  • Ein gattungsgemäßer Abgasturbolader weist zur Lagerung der Laderwelle eine Lagereinheit auf, die auch als Lagerkartusche oder Lagereinsatz bezeichnet wird. Derartige Kartuschen können sowohl bei Gleitlagersystemen wie auch bei wälzgelagerten Systemen zum Einsatz kommen.
  • Zur Lagesicherung der Lagerkartusche innerhalb des Lagergehäuses dienen Fixierelemente, wobei die Lagesicherung gegen axiales Verschieben der Kartusche und die Sicherung der Kartusche gegen Verdrehen im Lagergehäuse durch getrennte Fixierelemente vorgenommen wird, die beispielsweise an den Enden der Lagerkartusche angeordnet sind.
  • Es ist demgegenüber Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Abgasturbolader der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art sowie ein Verfahren zur Montage einer Lagerkartusche in dem Lagergehäuse eines derartigen Abgasturboladers zu schaffen, die eine Vereinfachung und Verbilligung der Montage ermöglichen.
  • Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 7. Das Fixierelement des erfindungsgemäßen Abgasturboladers ist nach dem sog. ”Schlüssellochprinzip” ausgebildet, was es ermöglicht, lediglich ein einziges Fixierelement im Lagergehäuse vorzusehen, das die Lagerkartusche sowohl gegen ein axiales Verschieben als auch ein Verdrehen sichert.
  • Dies ergibt neben einer vereinfachten Montage eine Reduzierung der Teileanzahl und die Möglichkeit der Integrierung der Positionierung in Axialrichtung und in Umfangsrichtung.
  • Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.
  • Im Fixierelement ist eine Rastnase vorgesehen, die mit einer entsprechenden Rastausnehmung der Lagerkartusche zusammenwirkt und damit die Verdrehsicherung zwischen Kartusche und Fixierelement bildet.
  • Zur Verdrehsicherung des Fixierelements gegenüber dem Lagergehäuse wird der Lagergehäusedeckel als Vorspannelement benutzt. Hierfür ist es möglich, ein Außengewinde am Lagergehäusedeckel vorzusehen und die Kartusche entsprechend vorzuspannen. Alternativ ist es möglich eine oder mehrere Ausnehmungen im Fixierelement vorzusehen, durch die Verdrehsicherungsschrauben hindurchgeführt werden können, die in das Lagergehäuse eingeschraubt werden. Weiterhin ist es möglich, anstelle der Ausnehmungen ein oder mehrere Elemente an das Fixierelement anzuformen, welche dann in eine oder mehrere im Lagergehäuse vorgesehene Ausnehmungen eingreifen, was eine direkte Lagezuordnung und Verdrehsicherung zur Folge hätte. Auch hier dient der Lagergehäusedeckel als Vorspannelement. Ferner kann der Lagergehäusedeckel als Positionierhilfe und Verdrehsicherung genutzt werden. Hierbei ist es bevorzugt, entweder Schrauben oder Stehbolzen vorzusehen, die mit Bohrungen bzw. Gewindebohrungen im Lagergehäuse und im Fixierelement zusammenwirken.
  • Schließlich ist es denkbar, eine separate Rückwand als Positionierhilfe und Verdrehsicherung zu nutzen. Auch hierbei können Stehbolzen oder Schrauben im Zusammenwirken mit Bohrungen bzw. Gewindebohrungen im Lagergehäuse und im Fixierelement vorgesehen sein.
  • In den Ansprüchen 7 bis 9 ist das erfindungsgemäße Verfahren definiert.
  • Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Es zeigt:
  • 1 eine schematisch vereinfachte Darstellung eines erfindungsgemäßen Abgasturboladers,
  • 2 eine schematisch leicht vereinfachte perspektivische Darstellung eines Lagergehäuses des Abgasturboladers gemäß 1,
  • 3 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Fixierelements, und
  • 4A bis 4F Darstellungen einer Lagerkartusche und des Fixierelements sowie des Lagergehäuses zur Erläuterung der Abfolge der Montageschritte des erfindungsgemäßen Montageverfahrens.
  • In 1 ist ein erfindungsgemäßer Abgasturbolader 1 dargestellt, der eine Turbine 2 und einen Verdichter 3 aufweist. Zur Vereinfachung der Darstellung sind weder das Verdichtergehäuse noch das Turbinengehäuse dargestellt, da diese Teile zur Erläuterungen der Prinzipien der vorliegenden Erfindung nicht erforderlich sind.
  • Zur Lagerung einer Lader- bzw. Rotorwelle 16 ist ein Lagergehäuse 4 zwischen dem Verdichter 2 und der Turbine 3 vorgesehen, in dem eine Lagerkartusche 5 für die Rotorwelle 16 angeordnet ist. Die Lagerkartusche 5 kann hierbei sowohl als Gleitlageranordnung als auch als Wälzlageranordnung ausgebildet sein.
  • Zur kombinierten Sicherung der Lagerkartusche 5 gegen Verdrehen als auch axiales Verschieben im Lagergehäuse 4 ist ein Fixierelement 6 vorgesehen, das in 2 im im Lagergehäuse 4 montierten Zustand gezeigt ist. Das Fixierelement 6 umgreift hierzu die Lagerkartusche 5 und wird gegenüber dem Lagergehäuse 4 durch eine Verdrehsicherung gesichert, die im dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Verdrehsicherungsschrauben 14 und 15 umfasst, die in zwei zugeordnete Bohrungen 12 und 13 des Fixierelements 6 eingesteckt werden, die aus 3 ersichtlich sind.
  • Das Fixierelement 6 weist hierfür einen ringförmigen Hauptkörper 17 auf, der beidseitig mit zwei verbreiterten Körperabschnitten 18 und 19 versehen ist, in denen die Bohrungen 12 und 13 angeordnet sind, wie sich dies im Einzelnen insbesondere aus der 3 ergibt.
  • Im Körper 17 ist ferner eine Einführausnehmung 8 mit einem zugeordneten Durchmesser D8 und eine Halteausnehmung 9 mit einem zugeordneten Durchmesser D9 angeordnet. Wie 3 verdeutlicht, gehen die Einführausnehmungen 8 und die Halteausnehmungen 9 ineinander über, um die in 3 durch den gestrichelten Kreis 5 symbolisierte Lagerkartusche aufnehmen zu können.
  • 3 verdeutlicht ferner, dass gemäß der in 3 gewählten Darstellung am Boden der Halteausnehmung 9 eine Rastnase 10 vorgesehen ist, die mit einer beispielsweise aus 4B ersichtlichen Rastausnehmung 11 der Kartusche 5 zusammenwirkt, wobei sich das Zusammenwirken beispielsweise aus der 2, die den Montagezustand darstellt, ergibt.
  • 3 verdeutlicht schließlich, dass der Durchmesser D8 größer ist, als der Durchmesser D9, was das ”Schlüssellochprinzip” ergibt.
  • Aus einer Zusammenschau der 4A bis 4F ergeben sich ferner die Montageschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Nach dem Bereitstellen einer Lagerkartusche 5 und eines Fixierelements 6, das in der zuvor beschriebenen Art und Weise ausgebildet ist, wird zunächst das Fixierelement 6 mit der großen Einführausnehmung 8 über die Lagerkartusche 5 geschoben. Dies ergibt sich aus der Zusammenschau der 4A und 4B.
  • Danach erfolgt gemäß der in den 4C und 4D gewählten Darstellung eine Bewegung der Lagerkartusche 5 nach unten, so dass sie mit einem in den 4A bis 4C nicht sichtbaren unteren Bereich einer Nut 20 in die kleinere Halteausnehmung 9 eingreift. Wie insbesondere die Zusammenschau der 4C und 4D zeigt, greift hierbei die Rastnase 10 in die zugeordnete Rastausnehmung 11 der Lagerkartusche ein und sichert somit die Lagerkartusche 5 gegen ein Verdrehen relativ zum Fixierelement 6.
  • Die so vormontierte Einheit aus Lagerkartusche 5 und Fixierelement 6 wird anschließend gemäß der Darstellung der 4E in das Lagergehäuse 4 eingesetzt. Zur Verdrehsicherung erfolgt dann entweder eine Verschraubung mit den aus 2 ersichtlichen Schrauben 14 und 15, die die Ausnehmungen 12 und 13 durchgreifen und in das Lagergehäuse 4 eingeschraubt werden können. Alternativ hierzu ist es möglich, ein oder mehrere am Fixierelement integrierte Elemente vorzusehen, welche dann in eine oder mehrere entsprechend ausgebildete Ausnehmung des Lagergehäuses 4 eingreifen, welche als Alternative in den Figuren jedoch nicht dargestellt ist.
  • Zum Schluss wird der Lagergehäusedeckel 7 am Lagergehäuse 4 befestigt, was das Gesamtsystem axial im Lagergehäuse 4 in Position hält.
  • Neben der vorstehenden schriftlichen Offenbarung wird zu deren Ergänzung insbesondere hinsichtlich der Formgebung des Fixierelements 6 auf die zeichnerische Darstellung der Erfindung in den 1 bis 4F Bezug genommen.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Abgasturbolader
    2
    Verdichter
    3
    Turbine
    4
    Lagergehäuse
    5
    Lagerkartusche
    6
    Fixierelement
    7
    Lagergehäusedeckel
    8
    Einführausnehmung
    9
    Halteausnehmung
    10
    Rastnase
    11
    Rastausnehmung
    12, 13
    Bohrungen
    14, 15
    Verdrehsicherungsschrauben
    16
    Rotorwelle
    17
    Körper
    18, 19
    verbreiterte Körperbereiche
    20
    Nut der Kartusche 5
    D8
    Durchmesser der Eingriffsausnehmung 8
    D9
    Durchmesser der Halteausnehmung 9

Claims (12)

  1. Abgasturbolader (1) – mit einem Verdichter (2); – mit einer Turbine (3); und – mit einem Lagergehäuse (4), in dem eine Lagerkartusche (5), gesichert gegen axiales Verschieben und Verdrehen, angeordnet ist; gekennzeichnet durch – ein einziges Fixierelement (6), das die Lagerkartusche (5) sowohl gegen axiales Verschieben als auch Verdrehen im Lagergehäuse (4) sichert.
  2. Abgasturbolader nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fixierelement (6) eine Einführausnehmung (8) und eine Halteausnehmung (9) aufweist, die ineinander übergehen, wobei die Einführausnehmung (8) einen Durchmesser (D8) aufweist, der größer ist als ein Durchmesser (D9) der Halteausnehmung (9).
  3. Abgasturbolader nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Halteausnehmung (9) eine Rastnase (10) angeordnet ist.
  4. Abgasturbolader nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerkartusche (5) eine Rastausnehmung (11) aufweist, die in Form, Dimensionierung und Positionierung an die Rastnase (10) angepasst ist.
  5. Abgasturbolader nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Fixierelement (6) zumindest eine Bohrung (12, 13) zum Durchtritt zumindest einer Verdrehsicherungsschraube (14, 15) aufweist.
  6. Abgasturbolader nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Fixierelement (6) einen oder mehrere Elemente, wie insbesondere Verdrehsicherungszapfen, aufweist, welche im Montagezustand mit einer oder mehreren zugeordneten Bohrungen im Lagergehäuse (4) zusammenwirken.
  7. Verfahren zur Montage einer Lagerkartusche (5) in einem Lagergehäuse (4) eines Abgasturboladers (1), mit folgenden Verfahrensschritten: – Aufschieben einer Einführausnehmung (8) eines Fixierungselements (6) auf die Lagerkartusche (5); – Einsetzen einer Nut (20) der Lagerkartusche (5) in eine Halteausnehmung (9) des Fixierelements (6), deren Durchmesser (D9) kleiner ist als der Durchmesser (D8) der Einführungsausnehmung (8) bei gleichzeitigem Einsetzen einer Rastnase (10) des Fixierelements (6) in eine Rastausnehmung (11) der Lagerkartusche (5); – Einsetzen der vormontierten Einheit aus Lagerkartusche (5) und Fixierelement (6) in das Lagergehäuse (4); – Anbringen oder einführen einer Verdrehsicherung (14, 15) zwischen Fixierelement (6) und Lagergehäuse (4); und – Befestigen eines Lagergehäusedeckels (7) auf dem Lagergehäuse (4).
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Verdrehsicherung zumindest eine Schraube (14, 15) verwendet wird, die in eine zugeordnete Gewindeausnehmung im Lagergehäuse (4) eingeschraubt wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Verdrehsicherung ein oder mehrere Elemente des Fixierelements (6) in eine oder mehrere zugeordnete Bohrungen des Lagergehäuses (4) eingesetzt werden.
  10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Verdrehsicherung der Lagergehäusedeckel genutzt wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagergehäusedeckel als Positionierhilfe und Verdrehsicherung genutzt wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine separate Rückwand als Positionierhilfe und Verdrehsicherung genutzt wird.
DE112013000435.6T 2012-01-26 2013-01-22 Abgasturbolader Pending DE112013000435T5 (de)

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