DE1526439B2 - Exhaust gas turbocharger with turbines overhung on a shaft on both sides and a blower impeller - Google Patents

Exhaust gas turbocharger with turbines overhung on a shaft on both sides and a blower impeller

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Description

2. Abgasturbolader nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagergehäuse (16,26) etwa in der Mitte senkrecht zur Drehachse geteilt und die Büchse (8) mit dem Außenflansch (9) zwischen den beiden Gehäuseteilen (16, 26) eingespannt ist.2. Exhaust gas turbocharger according to claim 1, characterized in that the bearing housing (16, 26) divided roughly in the middle perpendicular to the axis of rotation and the bushing (8) with the outer flange (9) is clamped between the two housing parts (16, 26).

3. Abgasturbolader nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ölzufuhr zu den Lagern (4, S) aus dem Lagergehäuse (6; 16, 26) durch Bohrungen (17) im Außenflansch (9) der Büchse (8) erfolgt.3. exhaust gas turbocharger according to claim 1 or 2, characterized in that the oil supply to the Bearings (4, S) from the bearing housing (6; 16, 26) through bores (17) in the outer flange (9) of the Bush (8) takes place.

4. Abgasturbolader nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise zwischen dem Lagergehäuse (6 bzw. 16, 26) und den Enden (21, 22) der Büchse (8) enge radiale Spalte (13,14) vorgesehen sind, in die Drucköl eingeführt wird.4. Exhaust gas turbocharger according to claim 1 or 2, characterized in that in per se known Way between the bearing housing (6 or 16, 26) and the ends (21, 22) of the sleeve (8) tight radial column (13,14) are provided in the Pressure oil is introduced.

5. Abgasturbolader nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiderseits des Außenflansches (9) sich erstreckenden Teile der Büchse (11,21 bzw. 12,22) verschiedene Federungskennzahlen besitzen.5. exhaust gas turbocharger according to claim 1, characterized in that the two sides of the outer flange (9) extending parts of the bushing (11,21 and 12,22) have different spring characteristics own.

Die Erfindung betrifft einen Abgasturbolader mit beidseitig auf einer Welle fliegend angeordnetem Turbinen- und Gebläselaufrad und betrifft die elastische Abstützung der beiden Lager dieses Abgasturboladers. The invention relates to an exhaust gas turbocharger with a turbine overhung on both sides on a shaft. and fan impeller and relates to the elastic support of the two bearings of this exhaust gas turbocharger.

In den Läufern sehr hochtouriger Turbomaschinen, wie sie die Abgasturbolader darstellen, ist auch bei genauester Auswuchtung noch eine kleine Restunwucht vorhanden. Bei den kleinen Läufern der Abgasturbolader ist diese Restunwucht natürlich — absolut genommen— sehr klein; wegen der hohen Drehzahl aber verursachen sehr kleine Restunwuchten relativ große Schwingungsbeschleunigungen, die beispielsweise Wälzlager schnell zerstören können, wenn der Läufer in diesen gelagert ist. Natürlich ist die Auswirkung solcher Schwingungserregungen stark abhängig von der Resonanzlage der Eigenschwingung des Läufersystems zur Erregung durch die umlaufende Unwucht. Ma.n·.strebt an, die -Eigenfrequenz möglichst niedrig zu legen, um von dem Hauptbetriebsbereich möglichst weit weg zu kommen bzw. die Resonanz schon bei niedriger Drehzahl zu durchfahren. . ...In the runners of very high-speed turbo machines, as represented by the exhaust gas turbochargers, is also at With the most precise balancing, a small residual imbalance still exists. With the little runners of the In the exhaust gas turbocharger, this residual imbalance is of course - taken in absolute terms - very small; because of the high Speed, however, cause very small residual imbalances, relatively large vibration accelerations, the For example, rolling bearings can quickly destroy if the rotor is stored in them. of course is the effect of such oscillation excitations strongly depends on the resonance position of the natural oscillation the rotor system for excitation by the rotating imbalance. Ma.n ·. Aims at the natural frequency as low as possible in order to get as far away as possible from the main operating area or to run through the resonance even at low speed. . ...

Es ist bekannt, die Lager zweifach fliegend gelagerter Abgasturbolader dadurch elastisch abzustützen, daß um die beiden Wälzlager federnde Lamellen gelegt werden (deutsche Auslegeschrift 1 077 007). Es ist fernerhin bei Gasturbinen bekannt, die Wälzlager in elastischen Büchsen unterzubringen, die am einen Ende mit einem Flansch am Gehäuse befestigt sind und am anderen Ende das Lager tragen. Der zylindrische Teil dazwischen hat axiale Längsschlitze oder ist so weit ausgedreht, daß sich die gewünschte Elastizität ergibt (SAE-Transactions 1962, Seite 775). Diese Ausführung gestattet größere Freiheit in derIt is known to elastically support the bearings of double cantilevered exhaust gas turbochargers, that resilient lamellae are placed around the two roller bearings (German Auslegeschrift 1 077 007). It is also known in gas turbines to accommodate the rolling bearings in elastic bushings that are on one end is fastened to the housing with a flange and the other end supports the bearing. Of the cylindrical part in between has axial longitudinal slots or is turned out so far that the desired Elasticity results (SAE-Transactions 1962, page 775). This design allows greater freedom in the

ίο Wahl der Federungssteifheit für die Lagerung. Durch Zufuhr von öl in einen Ringspalt zwischen der Lagerbüchse und dem Lagergehäuse kann man ferner eine Dämpfung erhalten, die insbesondere beim Durchfahren von Resonanzen die Größe der Schwingungsamplituden in gewünschten Grenzen hält.ίο Choice of suspension stiffness for storage. By Supply of oil into an annular gap between the bearing bush and the bearing housing you can also get a damping, especially when Running through resonances keeps the size of the oscillation amplitudes within the desired limits.

Es ist ferner durch die USA.-Patenschrift 2 938 659 eine Konstruktion bekannt geworden, bei der die beiden Lager in einer Büchse angeordnet sind, die nur mit einem Außenflansch an einer zur DrehachseIt is also known from the USA. Pat. No. 2,938,659 a construction in which the both bearings are arranged in a bushing, which only has an outer flange on one to the axis of rotation

so senkrechten Fläche im Lagergehäuse befestigt ist.so vertical surface is attached in the bearing housing.

Eine elastische Abstützung der Lager wie bei den vorgenannten Druckschriften ist aber damit nicht bezweckt und'wird auch nicht bewirkt.An elastic support of the bearings as in the aforementioned publications is not therewith aims and is also not brought about.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Abgasturboladern mit beidseitig auf einer Welle fliegend angeordnetem Turbinen- und Gebläselaufrad, bei denen eine an ihren Enden je ein Lager tragende Büchse nur mit einem Außenflansch an einer zur Drehachse senkrechten, ebenen Fläche im Lagergehäuse befestigt ist, eine elastische Abstützung der beiden Lager zu schaffen, die die Vorzüge der größeren Beweglichkeit der bekannten elastischen Büchsen mit einer einfachen Befestigungsmöglichkeit verbindet. Für diese wird deshalb vorgeschlagen, daß die ebene Fläche etwa in der Mitte des Lagergehäuses und der Außenflansch etwa in der Mitte der Büchse angeordnet sind und daß die Büchse zwischen Außenflansch und Lager in an sich bekannter Weise durch Schlitze oder Eindrehungen elastisch ausgeführt ist.The invention is based on the object, in the case of exhaust gas turbochargers, flying on a shaft on both sides arranged turbine and fan impeller, each of which has a bearing at its ends Bushing only with an outer flange on a flat surface in the bearing housing perpendicular to the axis of rotation is attached to provide elastic support for the two bearings, which takes advantage of the larger one Mobility of the known elastic sleeves combines with a simple fastening option. For this it is therefore proposed that the flat surface be approximately in the middle of the bearing housing and the outer flange are arranged approximately in the middle of the sleeve and that the sleeve between the outer flange and bearing is designed to be elastic in a manner known per se by means of slots or indentations.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Lagergehäuse etwa in der Mitte senkrecht zur Drehachse geteilt und die Büchse zur elastischen Aufnahme der Lager mit ihrem etwa mittigen Außenflansch zwischen den beiden Lagergehäuseteilen eingespannt.In a particularly advantageous embodiment of the invention, the bearing housing is approximately in the middle Divided perpendicular to the axis of rotation and the bushing for the elastic reception of the bearing with its approximately central Outer flange clamped between the two bearing housing parts.

Die F i g. 1 und 2 zeigen Beispiele der erfindungsgemäßen Abgasturbolader im Schnitt längs der Drehachse, wobei entsprechende Teile in beiden Abb. mit gleichen Ziffern bezeichnet sind.The F i g. 1 and 2 show examples of the exhaust gas turbocharger according to the invention in section along the axis of rotation, corresponding parts are denoted by the same numbers in both figures.

Die Erfindung sei zunächst an Hand von F i g. 1 erläutert: 1 ist die Welle des Abgasturboladers, auf der das Turbinenrad 2 und das Gebläserad 3 fliegend angeordnet sind. Der Läufer ist in den beiden Wälzlagern 4 und 5 gelagert, die entsprechend der fliegenden Anordnung der Laufräder zwischen dem Turbinen- und dem Gebläserad liegen. 6 ist das Lagergehäuse. Dieses besitzt etwa in der Mitte seiner Erstreckung längs der Drehachse eine ebene Fläche 7 senkrecht zur Drehachse. An dieser ist mit dem Flansch 9 die Büchse 8 befestigt. Zum Halten dienen im vorliegenden Fall die Flanschschrauben 10. Die Büchse 8 trägt mit ihren Enden 21 und 22 die Wälzlager 4 und 5; und zwar liegen diese in etwa gleichem Abstand von dem Flansch 9. Die Büchse hat auf beiden Seiten axiale Längsschlitze 11 und 12. Sie kann auch im Bereich dieser Schlitze in der Stärke auf ein geringeres Maß abgesetzt sein. Bei einer anderen Ausführungsmöglichkeit kann die Büchse auch ohneThe invention is initially based on FIG. 1 explains: 1 is the shaft of the exhaust gas turbocharger, on which the turbine wheel 2 and the fan wheel 3 are overhung. The rotor is in the two rolling bearings 4 and 5, which correspond to the overhung arrangement of the impellers between the turbine and the fan wheel. 6 is the bearing housing. This has approximately in the middle of its extension along the axis of rotation, a flat surface 7 perpendicular to the axis of rotation. This is with the Flange 9 fastened the sleeve 8. In the present case, the flange screws 10 serve to hold the Sleeve 8 carries with its ends 21 and 22 the roller bearings 4 and 5; and these are roughly the same Distance from the flange 9. The sleeve has axial longitudinal slots 11 and 12 on both sides. You can also in the area of these slots be set off in thickness to a lesser extent. With another option can the rifle without

Schlitze ausgeführt und dafür entsprechend dünnwandig ausgedreht sein, daß eine gewünschte Federung der Büchsenenden senkrecht zur Achsrichtung erreicht wird.Run slots and be turned out accordingly thin-walled that a desired suspension the sleeve ends perpendicular to the axial direction is reached.

Die Enden 21 und 22 der Büchse 8 haben gegenüber dem Lagergehäuse 6 einen Ringspalt 13 und 14, in den von der allgemeinen Ölzuführung 15 her durch entsprechende Bohrungen bzw. Kanäle Öl eingepreßt wird, so daß man eine wählbare Dämpfung der Schwingungsbewegung erhält.The ends 21 and 22 of the sleeve 8 have an annular gap 13 and 14 opposite the bearing housing 6, oil is pressed into the from the general oil supply 15 through corresponding bores or channels so that one obtains a selectable damping of the vibrational movement.

Bei der Ausführung nach F i g. 2 ist das Lagergehäuse etwa in der Mitte seiner Erstreckung längs der Achse senkrecht zur Achse geteilt, so daß sich die beiden Häuten 16 und 26 ergeben. Zwischen diesen ist der Außenflansch 9 der Büchse 8 eingespannt. Die beiden Gehäusehälften werden durch die Schrauben 18 zusammengehalten. Die weitere Ausführung der elastischen Büchse und ihre Dämpfung durch Öl in den Ringspalten 13 und 14 entspricht der Fig. 1. Die Ölzufuhr zur Schmierung der Wälzlager erfolgt hierbei zweckmäßig durch eine Bohrung 17 in dem Außenflansch 9 der Büchse, wobei das Öl durch Spritzdüsen im Innern der Büchse austritt.In the embodiment according to FIG. 2 is the bearing housing divided approximately in the middle of its extent along the axis perpendicular to the axis, so that the both skins 16 and 26 result. The outer flange 9 of the sleeve 8 is clamped between these. the the two housing halves are held together by the screws 18. The further execution of the elastic bushing and its damping by oil in the annular gaps 13 and 14 corresponds to FIG. 1. The oil supply for lubrication of the rolling bearings is expediently carried out through a bore 17 in the Outer flange 9 of the liner, the oil exiting through spray nozzles inside the liner.

Die Ausführung der elastischen Büchse 8 wird normalerweise symmetrisch zu dem in der Mitte liegenden Außenflansch erfolgen, so daß die beiden Lager mit gleichen Federungswerten eingebaut sind. Es kann jedoch auch wegen der verschiedenen Masse von Turbinen- und Gebläselaufrad zweckmäßig sein, verschiedene Federkonstanten für beide Seiten zu erhalten. Dies ist bei der erfindungsgemäßen Ausführung durch verschiedene Anordnungen der Schlitze oder Eindrehungen an den beiden Büchsenhälften möglich.The design of the elastic sleeve 8 will normally be symmetrical to the one in the middle Outer flange so that the two bearings are installed with the same suspension values. It however, it can also be useful because of the different masses of the turbine and fan impellers, to get different spring constants for both sides. This is the case with the embodiment of the invention by different arrangements of the slots or indentations on the two sleeve halves possible.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (1)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Abgasturbolader mit beidseitig auf einer Welle fliegend angeordnetem Turbinen- und Gebläselaufrad, bei dem eine an ihren Enden je ein Lager tragende Büchse nur mit einem Außenflansch an einer zur Drehachse senkrechten, ebenen Fläche im Lagergehäuse befestigt ist, d a durch gekennzeichnet, daß die ebene Fläche (7) etwa in der Mitte des Lagergehäuses (6) und der Außenflansch (9) etwa in der Mitte der Büchse (8) angeordnet sind und daß die Büchse (8) zwischen Außenflansch (9) und Lager (4, S) in an sich bekannter Weise durch Schlitze oder Eindrehungen elastisch ausgeführt1. Exhaust gas turbocharger with turbine and fan impellers arranged overhung on a shaft on both sides, in which a bushing with a bearing at each end has only one outer flange is attached to a plane surface perpendicular to the axis of rotation in the bearing housing, d a through characterized in that the flat surface (7) approximately in the middle of the bearing housing (6) and the outer flange (9) approximately in the middle the sleeve (8) are arranged and that the sleeve (8) between the outer flange (9) and the bearing (4, S) performed elastically in a manner known per se through slots or indentations
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