DE29702119U1 - Läuferwelle mit Verdichterrad - Google Patents
Läuferwelle mit VerdichterradInfo
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Description
KK45G-4774
Läuferwelle mit Verdichterrad
Die Erfindung betrifft eine Läuferwelle mit Verdichterrad für Turbolader, wobei
die Läuferwelle mit einer Passung in das Verdichterrad eingreift.
Zur Montage eines Verdichterrades auf der Läuferwelle eines Turboladers
wird das Verdichterrad mit einer Bohrung versehen und auf den Befestigungszapfen
an der Läuferwelle aufgesteckt. Mit Hilfe einer Sechskantmutter wird das Verdichterrad dann am Befestigungszapfen verspannt. Dieser Aufbau ist
in Fig. 1 dargestellt. Bei dieser Art der Befestigung entstehen Spannungen in der Verdichterradbohrung, wobei der Höchstwert der Spannung in der Bohrung
des Verdichterrads in Höhe der maximalen radialen Erstreckung der Verdichterradscheibe
auftritt. Diese Spitzenspannungen sind in Verbindung mit anderen Einflußparametern für eine Verringerung der Lebensdauer des Verdichterrads
verantwortlich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen zu schaffen, durch
welche hohe Spitzenspannungen in der Verdichterradbohrung vermieden werden können, wobei dafür Sorge getragen werden soll, daß die hierfür verwendete
Konstruktion möglichst einfach und kostengünstig auszuführen ist. die Maßnahmen dürfen sich dabei nicht nachteilig auf die sog. "Blowby-Menge" der
Abgase auswirken, damit die hohen Forderungen der Abgasvermeidung erfüllt werden können.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß ein bohrungsloses Verdichterrad
am Verdichterradrücken mit einem B efestigungs zapfen versehen ist, daß eine Zentrierbuchse mit unterschiedlichen großen Innendurchmessern
mit ihrer verdichterseitigen sowie durchmessergrößeren Bohrung über den Befestigungszapfen
greift, daß die läuferseitige sowie durchmesserkleinere Bohrung der Zentrierbuchse mit einem Innengewinde versehen ist, welches auf ei-
KK45G-4774 &idigr; &iacgr; ·* &idigr; !'
nen Gewindeabschiiitt der Läuferwelle paßt und daß die Läuferwelle zur Zentrierung
mit einer Paßstiftverlängerung durch einen mittleren Passungsabschnitt der Zentrierbuchse in eine Passungsbohrung im Befestigungszapfen des
Verdichterrades eingreift.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß auch die durchmessergrößere
Bohrung der Zentrierbuchse mit einem Innengewinde versehen ist, welches auf ein Außengewinde am Befestigungszapfen paßt.
Für den Verdichterradrücken ist vorgesehen, daß er kegelförmig über eine
Entlastungskerbe in den Befestigungszapfen übergeht, wobei sich der kegelförmige
Verlauf über etwa 2/3 des Verdichterradurchmessers erstreckt.
Für die Befestigung der Zentrierbuchse auf dem Befestigungszapfen ist als weitere
Montagemöglichkeit vorgesehen, daß die durchmessergrößere Bohrung im Schrumpfsitz auf dem Befestigungszapfen aufgesetzt oder mit dem Befestigungszapfen
verklebt ist.
Zur Einhaltung der hohen Abgaserfordernisse ist ferner an der Zentrierbuchse
eine Kolbenringnut angebracht, die im Bereich der durchmesserkleineren Bohrung auf der Außenfläche der Zylinderbuchse verläuft.
Bei der Verwendung der Gewinde ist zur Sicherstellung gegen ein unbeabsichtigtes
Lösen vorgesehen, daß die Gewinde entgegen der Drehrichtung der Läuferwelle ausgerichtet sind.
Die Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden
Beschreibung eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit den Ansprüchen und er Zeichnung, in welcher gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen
versehen sind. Es zeigen
Fig. 1 eine Läuferwelle mit Turbinenrad und Verdichterrad nach dem
Stand der Technik;
Fig. 2 eine Läuferwelle mit Turbinenrad, auf der das Verdichterrad gemäß
der Erfindung befestigt ist.
Gemäß den Fig. 1 und 2 besteht der Läufer aus einer Läuferwelle 10 und einem
Turbinenrad 12, welches vorzugsweise durch eine Reibschweißung 13 mit-
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-3-
einander verbunden sind. Beim Stand der Technik wird das Verdichterrad 13
an der Läuferwelle mit Hilfe eines Befestigungsstiftes 14 gehaltert, der durch eine Bohrung im Verdichterrad verläuft und an seinem äußeren Ende ein Gewinde
trägt, über welches mit Hilfe einer Sechskantmutter 16 das Verdichterrad gegen die Läuferwelle verspannt werden kann. Um das Austreten von Abgasen
weitgehend zu vermeiden, ist zwische Verdichterrad und Läuferwelle eine Dichtungsbuchse eingespannt.
Gemäß der Erfindung ist ein Verdichterrad 23 mit Hilfe eines Befestigungszapfens
25 und unter Vermeidung einer Längsbohrung auf dem Befestigungsstift 24 der Läuferwelle montiert. Der Befestigungszapfen 25 ist an einem speziell
auf Spannungsminderung ausgelegten optimierten Verdichterradrücken 28 angeordnet
und verläuft in diesen über eine Entlastungskerbe 29. Der kegelförmige Verdichterradrücken 28, der auch mit optimierter K-Kontur bezeichnet
wird, erstreckt sich etwa über 2/3 des Verdichterraddurchmessers.
Am vorderen Ende des Verdichterrades 23 ist ein angegossener Sechskant ausgebildet,
der für die Montage auf der Läuferwelle benötigt wird.
Der Befestigungs stift 24 an der Läuferwelle 10 ist gegenüber dem Stand der
Technik wesentlich kürzer ausgebildet und besteht aus einem Passungsabschnitt mit Entlastungskerbe, auf welche eine Buchse 32 aufgesetzt ist. Der
über die Buchse 32 vorstehende Teil des Befestigungsstiftes 24 ist mit einem Außengewinde versehen und geht in eine Paßstiftverlängerung 35 über. Diese
Paßstiftverlängerung 35 greift in eine Passungsbohrung 36 im Befestigungszapfen 25 des Verdichterrades 23 ein. Die eigentliche Befestigung des Verdichterrades
auf der Läuferwelle erfolgt mit Hilfe einer Zentrierbuchse 40, die ein durchmesserkleineres Innengewinde 41 sowie ein durchmessergrößeres Innengewinde
42 hat, zwischen welchen ein Passungsabschnitt 43 liegt. Mit dem durchmesserkleineren Innengewinde 41 ist die Zentrierbuchse 40 auf das Gewinde
des Befestigungsstiftes 24 aufgeschraubt und verspannt die Buchse 32 gegen die Läuferwelle 10. Das Innengewinde 42 ist auf ein entsprechendes Außengewinde
am Befestigungszapfen 25 aufgeschraubt und mit diesem verspannt. Durch die beiden unterschiedlichen Durchmesser der Innengewinde,
wobei das durchmessergrößere über den Befestigungszapfen 25 greift, ergebensich stark unterschiedliche Anzugsmomente für die beiden Gewinde, so daß das
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Anzugsmoment des verdichterseitigen Gewindes wesentlich größer als das des
läuferseitigen Gewindes ist. Dadurch wird sichergestellt, daß bei der Montage und bei der Demontage des Verdichterrades 23 kein Verdrehen im verdichterseitigen
Gewinde auftritt und sich dadurch der Wuchtzustand des Verdichterrades verändert.
Zur Zentrierung des Verdichterrades auf der Läuferwelle greift, wie bereits erwähnt,
die Paßstiftverlängerung 35 in die Passungsbohrung 36 im Befestigungszapfen 25. Außerdem befindet sich zwischen den beiden Innengewinden
der Passungsabschnitt 32, welcher auf die Passungsbohrung 36 ausgerichtet ist, so daß eine passungsgerechte Ausrichtung des Verdichterrades 23 auf die
Läuferwelle 10 gewährleistet wird.
Schließlich ist auf dem durchmesserkleineren Abschnitt der Zentrierbuchse 40
eine Kolbenringnut 45 ausgebildet, in welche ein ebenfalls der Abdichtung dienender
und nicht dargestellter Kolbenring eingesetzt werden kann. Da der Kolbenringdurchmesser
durch diese Anbringung gegenüber diesem Stand der Technik im wesentlichen unverändert ist, wird auch eine Erhöhung der Blowby-Menge
der Abgase vermieden.
Für die Bearbeitung des Verdichterrades 23 und die Montage ergeben sich erhebliche
Vereinfachungen dadurch, daß das bohrungslose Verdichterrad und die Montage in einer Aufspannung erfolgen kann. Zu diesem Zweck wird der
Verdichterrad-Rohteil in die Bearbeitungsmaschine so eingespannt, daß der Verdichterradrücken mit Entlastungskerbe und das Außengewinde auf dem
Befestigungszapfen 25 ohne Umspannung gefertigt werden können. Danach wird die außen noch unbearbeitete Zentrierbuchse mit dem verdichterseitig
fertig ausgearbeiteten Innengewinde 42 auf das Außengewinde am Befestigungszapfen
25 aufgeschraubt und mit entsprechendem Anzugsmoment verklemmt. Danach kann die Zentrierbuchse auf der Außenseite weiterbearbeitet,
d. h. in seiner Außenkontur fertiggestellt und mit der Kolbenringnut 45 versehen
werden, wobei bei diesem Arbeitsgang auch das Innengewinde 41 und der Passungsabschnitt 43 fertiggestellt wird. Durch diese Bearbeitung des Verdichterrades
und der Zentrierbuchse in einer einzigen Aufspannung wird nicht nur die Bearbeitungszeit verkürzt, sondern auch für eine sehr hohe Genauigkeit
gesorgt, d. h. die Toleranzen durch das Verdichters ei tige Gewinde werden
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eliminiert. Ein derartig fertig bearbeitetes Verdichterrad mit Zentrierbuchse
kann nunmehr auf den Befestigungsstift 24 aufgesetzt und unter Zuhilfenahme des angegossenen Sechskantkopfes 30 mit diesem verspannt werden. Da
die Bearbeitung des Verdichterrades gemäß der Erfindung mit sehr geringen Toleranzen möglich ist, müssen zum Auswuchten nur geringe Materialmengen
entfernt werden, so daß nur eine äußerst geringe Menge eines Opfermetalls für die Wuchtentnahme benötigt wird.
Bezüglich der Minderung der Spannungsspitzen im Verdichterrad ergibt sich,
daß eine Reduzierung der Spitzenspannung um nahezu 50% des Ausgangswertes erzielt werden kann. Dadurch ergibt sich eine sehr hohe Lebensdauer, insbesondere,
da zusätzliche Kerben im Verdichterrad durch Innengewinde und Freischnitte vermieden werden können.
Claims (10)
1. Läuferwelle mit Verdichterrad, wobei die Läuferwelle mit einer
Passung in das Verdichterrad eingreift,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein bohrungsloses Verdichterrad (23) am Verdichterradrücken (28) mit einem
Befestigungszapfen (25) versehen ist,
daß eine Zentrierbuchse (40) mit unterschiedlich großen Innendurchmessern
(41, 42) mit ihrer verdichterseitigen sowie durchmessergrößeren Bohrung über den Befestigungszapfen (25) greift,
daß die läuferseitige sowie durchmesserkleinere Bohrung der Zentrierbuchse
(40) mit einem Innengewinde (41) versehen ist, welches auf einen Gewindeabschnitt
eines Befestigungsstiftes (24) der Läuferwelle (10) paßt und
daß die Läuferwelle (10) zur Zentrierung mit einer Paßstiftverlängerung (35) durch einen mittleren Passungsabschnitt (43) der Zentrierbuchse (40) in eine Passungsbohrung (36) im Befestigungszapfen (25) des Verdichterrades (23) eingreift.
daß die Läuferwelle (10) zur Zentrierung mit einer Paßstiftverlängerung (35) durch einen mittleren Passungsabschnitt (43) der Zentrierbuchse (40) in eine Passungsbohrung (36) im Befestigungszapfen (25) des Verdichterrades (23) eingreift.
2. Läuferwelle mit Verdichterrad nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die durchmessergrößere Bohrung der Zentrierbuchse (40) mit einem Innengewinde
(42) versehen ist, welches auf ein Außengewinde am Befestigungszapfen (25) paßt.
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-7-
3. Läuferwelle mit Verdichterrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Verdichterradrücken (28) kegelförmig über eine Entlastungskerbe (29)
in den Befestigungszapfen (25) übergeht.
4. Läuferwelle mit Verdichterrad nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß sich der kegelförmige Verlauf über etwa 2/3 des Verdichterraddurchmessers
erstreckt.
5. Läuferwelle mit Verdichterrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die durchmessergrößere Bohrung der Zentrierbuchse (40) im Schrumpfsitz
auf den Befestigungszapfen (25) aufgesetzt ist.
6. Läuferwelle mit Verdichterrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die durchmessergrößere Bohrung der Zentrierbuchse (40) mit dem Befestigungszapfen
(25) verklebt ist.
7. Läuferwelle mit Verdichterrad nach einem oder mehreren der Ansprüche
1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zentrierbuchse (40) mit einer Kolbenringnut (45) im Bereich der durchmesserkleineren
Bohrung versehen ist.
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-8-
8. Läuferwelle mit Verdichterrad nach einem oder mehreren der Ansprüche
1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Innenbohrungen (41, 42) der Zentrierbuchse (40) im Bohrungsgrund jeweils
mit Entlastungskerben versehen sind.
9. Läuferwelle mit Verdichterrad nach einem oder mehreren der Ansprüche
1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Innengewinde im Gegendrehsinn der Läuferwelle ausgeführt sind.
10. Läuferwelle mit Verdichterrad nach einem oder mehreren der Ansprüche
1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Paßstiftverlängerung (35) des Befestigungsstiftes (25) läuferseitig anschließend
an die Zentrierbuchse (40) eine Dichtungsbuchse (32) trägt und im Bereich der Dichtungsbuchse mit einer Entlastungskerbe versehen ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE29702119U DE29702119U1 (de) | 1997-02-07 | 1997-02-07 | Läuferwelle mit Verdichterrad |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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ID=8035625
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DE29702119U Expired - Lifetime DE29702119U1 (de) | 1997-02-07 | 1997-02-07 | Läuferwelle mit Verdichterrad |
Country Status (1)
Country | Link |
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Legal Events
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R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
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R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: BORG-WARNER AUTOMOTIVE, INC. (N.D.GES.D. STAAT, US Free format text: FORMER OWNER: AKTIENGESELLSCHAFT KUEHNLE, KOPP & KAUSCH, 67227 FRANKENTHAL, DE Effective date: 20010123 |
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Effective date: 20050304 |
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