DE68908244T2 - Lagerdämpfungsbuchse für einen Turbolader. - Google Patents

Lagerdämpfungsbuchse für einen Turbolader.

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Description

    1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen Auflader oder Turbolader für Kraftfahrzeugverbrennungsmotoren oder ähnliches und im besonderen eine Lagerhalterungsanordnung in einem Auflader.
    • 2. Beschreibung des Standes der Technik
  • Ein Beispiel einer Lagerhalterungsanordnung in einem Auflader gemäß der Präambel von Anspruch 1 wird in der vorläufigen Japanischen Gebrauchsmusterveröffentlichung Nr. 61-134 536 offenbart und auch in Fig. 6 dargestellt.
  • In Fig. 6 enthält die Lagerhalterungsanordnung ein Paar Ölfilmdämpfer 10, 12, die mittels Ölfilmen an einer inneren Umfangswand 14a eines Lagergehäuses 14 angebracht sind, so wie ein Paar Kugellager 16, 18, deren äußere Ringe jeweils an den Ölfilmdämpfern 10, 12 angebracht sind. Die inneren Ringe der Kugellager 16, 18 sind auf einer Turbinenwelle oder Rotorwelle 20 installiert und fest daran angebracht. Die Ölfilmdämpfer 10, 12 werden durch eine Spiralfeder 22 voneinander weggedrückt, so daß die äußeren Ringe der Kugellager 16, 18 in Bezug auf die inneren Ringe federnd in Stellung gehalten werden. Ein Paar Anschlagringe 24, 24 sind an der inneren Umfangswand 14a des Lagergehäuses 14 angebracht, so daß die Ölfilmdämpfer 10, 12 wahlweise an den Anschlagringen 24, 24 anstoßen, und so die Kugellager 16, 18 und damit die Rotorwelle 20 in Bezug auf das Lagergehäuse 14 axial in Stellung halten.
  • Im Betrieb wird Schmieröl aus einer Ölzufuhröffnung 26 in ringförmige Kammern 28, 30 und dann durch Kanäle 10a, 12a zu den Kugellagern 16, 18 geleitet, um selbige zu schmieren und zu kühlen, und gleichzeitig wird das Öl in ringförmige Zwischenräume 32, 34 zwischen den Dämpfern 10, 12 und der inneren Umfangswand 14a des Lagergehäuses 14 geleitet, und bildet dort Ölfilme. Die Kugellager 16, 18 sind somit in schwimmendem Zustand innerhalb des Lagergehäuses 14 angebracht, und damit werden Vibrationen der Rotorwelle 20 durch die Ölfilme absorbiert, wodurch das sonst auftretende Geräusch beseitigt oder zumindest verringert und die Lebensdauer der Rotorwelle und der Kugellager 16, 18 verbessert wird.
  • Bei einer derartigen Lagerhalterungsanordnung nach dem Stand der Technik sollen die Anschlagringe 24, 24 die Rotorwelle 20 in Bezug auf das Lagergehäuse 14 axial in Stellung halten. Wenn in diesem Zusammenhang die durch die Anschlagringe 24, 24 geschaffene Positionsgenauigkeit gering ist, können die Zwischenräume zwischen dem Turbinenrad und dem Verdichterrad und ihren zugehörigen Innenwänden von Turbinen- und Kompressorgehäuse nicht auf einem geeigneten Wert gehalten werden, wodurch der Funktionswirkungsgrad des Aufladers verschlechtert wird. Dementsprechend muß die durch die Anschlagringe 24, 24 geschaffene Positionsgenauigkeit hoch sein.
  • Es ist jedoch bei der Anschlagringanordnung nach dem Stand der Technik sehr schwierig, eine hohe Positionsgenauigkeit zu erhalten. Das heißt, daß es, wie in Fig. 7 dargestellt, um die Anschlagringe 24, 24 sicher und leicht in Nuten 14b, 14b in der inneren Umfangswand 14a des Lagergehäuses 14 einzupassen, erforderlich ist, daß jede Nut 14b ein axiales Spiel "C" hat. Wenn das Spiel "C" klein ist, verringert sich die Arbeitseffektivität bei der Installation der Anschlagringe 24, 24 erheblich. Wenn das Spiel "C" groß ist, schwanken die Positionen der Anschlagringe 24, 24 innerhalb der Grenzen des Spiels "C" erheblich, was dazu führt, daß es für die Anschlagringe 24, 24 unmöglich ist, die Ölfilmdämpfer 10, 12, die Kugellager 16, 18 und damit die Rotorwelle 20 genau in Stellung auszurichten oder zu halten.
  • Aus EP-A-O 272 151, das auf einer früheren Anmeldung basiert und nach dem Prioritätsdatum der vorliegenden Anmeldung veröffentlicht wurde, ist eine Lageranordnung in einem Auflader oder Turbolader bekannt, die ein Lagergehäuse umfaßt, ein Paar Ölfilmdämpfer, wobei jeder der Ölfilmdämpfer aus einer inneren Umfangswand des Lagergehäuses gegenüber einer äußeren Umfangswand eines Rings besteht, in dem Kugellager zwischen den beiden Wänden gehalten werden, der die Position des Ölfilms bestimmt, so daß das Paar Ölfilmdämpfer in schwimmendem Zustand in dem Lagergehäuse installiert ist, ein Paar Kugellager, die an den Ölfilmdämpfern angebracht sind, eine Rotorwelle, die durch das Lagergehäuse verläuft und mittels der Kugellager und der Ölfilmdämpfer drehbar in selbigem angebracht wird, eine Feder, die die Ölfilmdämpfer voneinander wegdrückt, sowie eine Schubeinrichtung, die zwischen den Ölfilmdämpfern angeordnet ist und wahlweise mit selbigen anstoßend in Eingriff kommen kann.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lagerhalterungsanordnung in einem Auflader oder Turbolader zu schaffen, die Kugellager oder Ölfilmdämpfer und damit eine Rotorwelle genau in Stellung halten kann, ohne daß der Zusammenbau oder die Installation schwierig wird.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 erfüllt.
  • Mit der vorliegenden Erfindung werden weitere Vorteile erreicht. Die erfindungsgemäße Lagerhalterungsanordnung ist kompakt und daher von geringem Gewicht. Darüber hinaus kann mit der Lagerhalterungsanordnung der oben beschriebenen Art ein zuverlässiger Betrieb des Aufladers erreicht werden.
  • Des weiteren kann die Lagerhalterungsanordnung der oben beschriebenen Art den Funktionswirkungsgrad des Aufladers verbessern.
  • Darüber hinaus kann die Lagerhalterungsanordnung der oben beschriebenen Art leicht zusammengebaut werden, was zu einer Verringerung der Montagekosten führt.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Fig. 1 ist eine Schnittansicht einer Lagerhalterungsanordnung in einem Auflader gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung;
  • Fig. 2 ist ein teilweise vergrößerter Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1;
  • Fig. 3 ist ein Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 2;
  • Fig. 4 ist eine Ansicht, die darstellt, wie ein Fixierzapfen in Stellung gebracht wird;
  • Fig. 5 ist ein vergrößerter Schnitt entlang der Linie V-V in Fig. 1;
  • Fig. 6 ist eine Ansicht, die Fig. 1 ähnelt, jedoch eine Lagerhalterungsanordnung nach dem Stand der Technik darstellt; und
  • Fig. 7 ist eine vergrößerte Teilansicht der Anordnung in Fig. 6, die die Einzelheit eines Anschlagrings und des zu ihm gehörenden Lagergehäuses darstellt.
    • Beschreibung der bevorzugten Ausführung
  • In Fig. 1 enthält eine Lagerhalterungsanordnung 40 für einen Auflader oder Turbolader gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung ein Lagergehäuse 42 mit einer zylindrischen Kammer 44, und eine Turbinenwelle oder Rotorwelle 46 verläuft durch die Kammer 44 des Lagergehäuses 42 und nimmt an den einander gegenüberliegenden Enden derselben ein Turbinenrad und ein Verdichterrad auf, die jedoch nicht abgebildet sind. Die Rotorwelle 46 ist mittels eines Paares von Kugellagern 48, 50 und eines Paares von Ölfilmdämpfern 52, 54, die hohl und im allgemeinen zylindrisch sind, drehbar an einer inneren Umfangswand 42a des Lagergehäuses 42, die die Kammer 44 bildet gelagert. Im einzelnen sind das Kugellager 48 und der Ölfilmdämpfer 52 auf der Turbinenradseite angeordnet, und das Kugellager 50 und der Ölfilmdämpfer 54 sind auf der Verdichterradseite angeordnet. Die inneren Ringe 48a, 50a der Kugellager 48, 50 sind fest auf der Rotorwelle 46 angebracht, das heißt, der innere Ring 48a wird zwischen einem Abstandshalter 56 und einem Absatz 46a der Rotorwelle 46 gehalten, und der innere Ring 50a wird zwischen dem Abstandshalter 56 und einem Ölschleuderring 58, der fest an der Rotorwelle 46 angebracht ist, gehalten. Die äußeren Ringe 48b, 50b der Kugellager 48, 50 sind an den Ölfilmdämpfern 52 bzw. 54 angebracht. Ölfilme 60, 62 werden zwischen den Ölfilmdämpfern 52, 54 und der inneren Umfangswand 42a des Lagergehäuses 42 gebildet, so daß die Kugellager 48, 50 und die Ölfilmdämpfer 52, 54 in einem schwimmenden Zustand von der inneren Umfangswand 42a des Lagergehäuses 42 getragen werden. Eine Spiralfeder 64 ist um die Rotorwelle 46 herum und zwischen den Ölfilmdämpfern 52, 54 angebracht und drückt die Dämpfer 52, 54 voneinander weg.
  • Die Ölfilmdämpfer 52, 54 sind so geformt, daß sie ringförmige Kammern 52a, 54a zwischen der inneren Umfangswand 42a des Lagergehäuses 42 und den Ölfilmdämpfern 52, 54 bilden. Die Ölfilmdämpfer 52, 54 sind des weiteren mit Ölkanälen 52b 54b versehen, die mit den ringförmigen Kammern 52a, 54a in Verbindung stehen, die ihrerseits mit einer Schmieröl-Zuführöffnung 65 zur Einleitung von Schmieröl in die Kugellager 48, 50 verbunden sind. Eine Auslaßöffnung 66 ist im Lagergehäuse 42 ausgeformt, und ermöglicht den Austritt von Schmieröl aus dem Lagergehäuse 42 durch selbige.
  • Eine hohle, im allgemeinen zylindrische Schubeinrichtung 68 ist um die Spiralfeder 64 herum und zwischen den Ölfilmdämpfern 52, 54 angeordnet. Die Schubeinrichtung 68 wird in Bezug auf das Lagergehäuse 42 unbeweglicb gehalten, so daß die Ölfilmdämpfer 52, 54 wahlweise an die einander gegenüberliegenden axialen Enden der Schubeinrichtung 68 anstoßen. Das heißt, die Schubeinrichtung 68 wird mittels eines Fixierzapfens 70, der am Lagergehäuse 42 angebracht wird, in Bezug auf das Lagergehäuse 42 axial in Stellung gehalten.
  • Die Schubeinrichtung 68 übt mittels des Turbinenseiten-Kugellagers 48 und des Turbinenseiten-Ölfilmdämpfers 52 einen auf das Verdichterrad (nicht abgebildet), das heißt in Richtung des Pfeils A, gerichteten Axialschub aus, und mittels des Verdichterseiten-Kugellagers 50 und des Verdichterseiten-Ölfilmdämpfers 54 einen auf das Turbinenrad (nicht abgebildet), das heißt in Richtung des Pfeils B, gerichteten Axilaschub.
  • Wie des weiteren in Fig. 2 und 3 zu sehen ist, ist die Schubeinrichtung 68 mit einer Tangentialnut 68a versehen, die rechteckigen Querschnitt hat, das heißt, mit einer Nut, die in einer tangentialen Richtung 68a verlängert ist, oder die, mit anderen Worten, parallel zu einer Tangentiallinie eines runden Querschnitts der Schubeinrichtung 68 bzw. so verlängert ist, daß sie die Mittellinie der Schubeinrichtung 68, in Draufsicht gesehen, im rechten Winkel schneidet. Das heißt, die Nut 68a ist in gerader Richtung so verlängert, daß sie eine ebene Unterseite hat, die etwas näher an der Mittelachse der Schubeinrichtung 68 oberhalb eines Abschnittes der inneren Umfangswand derselben liegt.
  • Der Fixierzapfen 70 hat einen kreisrunden Querschnitt und ein zugespitztes oder konisches Ende, und ist so bemessen, daß er genau in die Nut 68a paßt. Der Fixierzapfen 70 wird in eine Bohrung 72 eingeführt, die durch die Nut 68a und die innere Umfangswand 42a des Lagergehäuses 42 gebildet wird. Der Fixierzapfen 70 wird durch eine Bohrung 42b eingeführt, die im Lagergehäuse 42 ausgeformt ist. Die Bohrung 42b hat einen kreisrunden Querschnitt und ist so bemessen, daß der Fixierzapfen 70 genau in die Bohrung 42b paßt. Das heißt, die Bohrung 42b ist parallel zur Tangentiallinie der inneren Umfangswand des Lagergehäuses 42 verlängert und teilweise zur Innenseite des Lagergehäuses 42 offen, so daß der Fixierzapfen 70 teilweise in der Nut 68a aufgenommen wird, wenn die Schubeinrichtung 68 in Bezug auf das Lagergehäuse 42 in Stellung gebracht wird. Die Bohrung 42b hat eine Längsendöffnung zur Außenseite des Lagergehäuses 42, und das andere Längsende ist geschlossen. In diesem Zusammenhang ist anzumerken, daß die Bohrung 42b zur Innenseite des Lagergehäuses 42 teilweise so geöffnet ist, daß der Fixierzapfen 70 Endabschnitte hat, die in das Lagergehäuse 42 eingepaßt sind, sowie einen Abschnitt, der zwischen den Endabschnitten liegt und in die Nut 68a eingepaßt ist, wodurch ein starres Ineinandergreifen zwischen dem Lagergehäuse 42 und der Schubeinrichtung 68 erreicht wird.
  • Die Schubeinrichtung 68 ist an den einander gegenüberliegenden axialen Enden zum Eingriff in die Ölfilmdämpfer 52, 54 mit Vorsprüngen 68b, 68b versehen, wohingegen die Ölfilmdämpfer 52, 54 an den einander gegenüberliegenden axialen Enden zum Eingriff in die Schubeinrichtung 68 mit Nuten 52c, 54c zur Aufnahme der Vorsprünge 68b bzw. 68b darin versehen sind. Durch den Eingriff dieser Vorsprünge 68b, 68b und der Nuten 52b, 54b wird verhindert, daß sich die Ölfilmdämpfer 52, 54 mit der Rotorwelle 46 drehen.
  • In Funktion wird durch die Ölzufuhröffnung 65 den Ölfilmbildungsabschnitten 60, 62 zwischen den Ölfilmdämpfern 52, 54 und der inneren Umfangswand 42a des Lagergehäuses 42 Öl zugeführt, um Vibrationen der Rotorwelle 46 zu dämpfen. Das Schmieröl wird den Kugellagern 48, 50 des weiteren durch die ringförmigen Kammern 52a, 54a und die Kanäle 52b, 54b zugeführt, um selbige zu schmieren und zu kühlen.
  • Aus dem Obenstehenden wird ersichtlich, daß die oben beschriebene, erfindungsgemäße Anordnung die Kugellager 48, 50 und damit die Rotorwelle 46 in bezug auf das Lagergehäuse 42 genau in Stellung halten kann, da die Schubeinrichtung 68 an den einander gegenüberliegenden axialen Enden derselben an den Ölfilmdämpfer 52, 54 anliegt und selbige ausrichtet, und die Schubeinrichtung 68 wird in bezug auf das Lagergehäuse 42 in genauer Stellung installiert, wenn der Fixierzapfen 70 und die Bohrung 42b einen genauen Durchmesser haben und die Nut 68a genaue Breite hat.
  • Es ist des weiteren ersichtlich, daß die gewünschten genauen Durchmesser des Fixierzapfens 70 und der Bohrung 42b und die gewünschte genaue Breite der Nut 68a leicht herzustellen ist.
  • Darüber hinaus ist ersichtlich, daß bei der oben beschriebenen, erfindungsgemäßen Anordnung die Schubeinrichtung 68 leicht in Stellung angebracht werden kann, da der zulässige Positionsunterschied zwischen der Schubeinrichtung 68 und dem Lagergehäuse 42 groß ist, wie durch den Winkel α in Fig. 4 veranschaulicht wird.
  • Es versteht sich, daß der hier gebrauchte Begriff "Auflader" einen Auflader bezeichnen soll, der beispielsweise mittels Eingriff in eine Kurbelwelle eines Motors mechanisch angetrieben wird, wo hingegen ein Turbolader durch die Kraft der Abgase angetrieben wird.

Claims (8)

1. Lagerhalterungsanordnung (40) in einem Turbolader, mit:
einem Lagergehäuse (42);
einem Paar von Ölfilmdämpfern (52, 54), wobei ein jeder der Ölfilmdämpfer aus einer inneren Umfangswand (42a) des Lagergehäuses (42) gegenüber einer äußeren Umfangswand eines Ringes besteht, wodurch zwischen den beiden Wänden ein Spalt entsteht, der den Ort für den Ölfilm (60, 62) definiert, so daß das Paar der Ölfilmdämpfer (52, 54) in einem schwimmenden Stadium in dem Lagergehäuse (42) aufgenommen ist;
einem Paar von Kugellagern (48, 50), die auf den Ölfilmdämpfern (52, 54) angeordnet sind;
einer Drehwelle (46), die sich durch das Lagergehäuse (42) erstreckt und drehbar in dieser mittels der Kugellager (48, 50) und der Ölfilmdämpfer (52, 54) angeordnet ist;
einer Feder (64), die die Ölfilmdämpfer (52, 54) voneinander wegdrängt; und
einer Schubeinrichtung, die zwischen den Ölfilmdämpfern (52, 54) angeordnet ist und unter Anschlag mit jenen wahlweise in Eingriff bringbar ist;
gekennzeichnet dadurch, daß die Schubeinrichtung ein hohles, im allgemeinen zylindrisches Schubteil (68) ist;
durch eine tangentiale Nut (68a), die in dem Schubteil (68) ausgebildet ist;
ein Loch (42b), das in dem Lagergehäuse (42) ausgebildet ist und axial ausrichtbar ist mit der Nut (68a), wenn das Schubteil (68) vor Ort bezüglich des Lagergehäuses (42) angeordnet ist; und
einen Zapfen (70), der in die Nut (68a) in dem Loch (42b) eingepaßt ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, wobei die Nut (68a) eine rechtwinklige Querschnittsform und längs, parallel zu einer tangentialen Linie eines kreisförmigen äußeren Querschnitts des Schubteils (68) ausgebildet ist.
3. Anordnung nach Anspruch 2, wobei die Nut (68a) einen ebenen Boden aufweist, der näher einer Mittenachse des Schubteils (68) unter einem Bereich einer Inneren Umfangswand des Schubteils (68) angeordnet ist.
4. Anordnung nach Anspruch 3, wobei der Zapfen (70) einen kreisförmigen Querschnitt und ein konisch zugespitztes Ende aufweist.
5. Anordnung nach Anspruch 4, wobei das Loch (42b), das den Zapfen (70) aufnimmt, einen Kreisquerschnitt aufweist und teilweise zur Innenseite des Lagergehäuses (42) hin derart offen ist, daß der Zapfen (70) Endbereiche, aufgenommen in dem Lagergehäuse (42), aufweist und einen Bereich aufweist, der zwischen den Endbereichen angeordnet ist und in die Nut (68a) eingepaßt ist.
6. Anordnung nach Anspruch 1, die weiterhin eine Einrichtung zum Eingriff der Ölfilmdämpfer (52, 54) in das Schubteil (68) derart aufweist, daß die Ölfilmdämpfer (52, 54) axial beweglich, jedoch an der Drehung bezüglich dem Schubteil (68) gehindert sind.
7. Anordnung nach Anspruch 6, wobei die Eingriffseinrichtung Vorsprünge (68b) aufweist, die an den gegenüberliegenden Enden des Schubteils (68) angeordnet sind und Nuten (52b, 54b) aufweist, die in Endbereichen der Ölfilmdämpfer (52, 54) ausgebildet sind, um darin die Vorsprünge entsprechend aufzunehmen.
8. Anordnung nach Anspruch 1, wobei das Kugellager (48, 50) innere Ringe (48a, 50a) aufweist, die fest auf der Rotorwelle (46) angebracht sind und äußere Ringe (48b, 50b) aufweist, die auf den Ölfilmdämpfern (52, 54) ausgebildet sind.
DE89107543T 1988-04-26 1989-04-26 Lagerdämpfungsbuchse für einen Turbolader. Expired - Fee Related DE68908244T2 (de)

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JP1988055169U JPH0540273Y2 (de) 1988-04-26 1988-04-26

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