WO2015197315A1 - Turbolader und montageverfahren für einen turbolader - Google Patents

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WO2015197315A1
WO2015197315A1 PCT/EP2015/062143 EP2015062143W WO2015197315A1 WO 2015197315 A1 WO2015197315 A1 WO 2015197315A1 EP 2015062143 W EP2015062143 W EP 2015062143W WO 2015197315 A1 WO2015197315 A1 WO 2015197315A1
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shaft
turbocharger
sleeve
shaft part
ball
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PCT/EP2015/062143
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Sasa SLAVIC
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Continental Automotive Gmbh
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    • F02C6/04—Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output
    • F02C6/10—Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output supplying working fluid to a user, e.g. a chemical process, which returns working fluid to a turbine of the plant
    • F02C6/12—Turbochargers, i.e. plants for augmenting mechanical power output of internal-combustion piston engines by increase of charge pressure
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    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C43/00—Assembling bearings
    • F16C43/04—Assembling rolling-contact bearings

Definitions

  • the invention relates to a turbocharger for a motor vehicle and to a method of assembling a turbocharger.
  • a turbocharger with a shaft made ⁇ zusenten which is supported by two spaced in a sleeve bearing.
  • This has the advantage over the use of hydrodynamic bearings that significantly better response times can be achieved, which in turn contributes to a higher acceleration of a turbocharger having vehicle.
  • ball bearings bearing turbochargers have the disadvantage that the assembly is relatively difficult.
  • the bearings must usually be mounted by means of a press fit on the shaft. ⁇ to one of the bearings must least be pressed after the axle has been introduced into the sleeve.
  • Object of the invention is to solve at least some of the above problems be ⁇ signed or mitigate.
  • the turbocharger comprises a compressor, a turbine, a shaft and at least two ball bearings.
  • the shaft has a first shaft part and a second shaft part, which are connected to each other.
  • the first shaft part is equipped with the turbine.
  • the turbine can either be connected to the first shaft part, for example welded or soldered, or be formed integrally with the first shaft part.
  • Of the second shaft part is equipped with the compressor.
  • the compressor can either be connected to the second shaft part, for example welded or soldered, or formed integrally with the second shaft part.
  • the shaft is stored in the two ball bearings.
  • a first of the ball bearings receives the first shaft part, and a second ball bearing receives the second shaft part.
  • the two shaft parts can be fastened to each other by means of a detachable connection or a non-detachable connection.
  • one of the two shaft parts have an axial hole (preferably blind hole) with an internal thread, wherein the other shaft part has an external thread and in the
  • the thread direction is preferably selected such that, during operation, the normally acting forces screw the two shafts closer together.
  • the two shaft parts can also be pressed together to prevent a release of both shaft parts particularly reliable.
  • a compression of both shaft parts can also be provided if the shaft parts are not equipped with a thread.
  • the two shaft parts can also be connected to one another via a conical connecting surface . Gluing, welding or soldering of both shaft parts can also be provided. It is even possible that both shaft parts Have toothing and over the interlocking teeth a connection between the two shaft parts. Likewise, the connection may be effected by a connecting pin. Other shaft connections known to those skilled in the art may also be used.
  • the two shaft parts are formed individually, ie, the shaft is not made as a single part, but consists of two subsequently interconnected parts.
  • At least one of the bearings may have an inside raceway that is integral with the shaft, ie, the raceway may be molded into the outside of the shaft.
  • both shaft parts may each have a raceway for each one of the ball bearings.
  • raceways integrated in the shaft a separate inner ring of the bearing can be avoided and costs can be saved.
  • a complex connection of the inner bearing ring on the shaft can be omitted by means of a press fit.
  • the two bearings can be arranged in a sleeve receiving both bearings.
  • the sleeve may have an outer raceway integrated on the inside of the sleeve for both ball bearings.
  • the sleeve can be arranged in a bearing housing in which a lubricant supply for the bearings can be integrated. Between the sleeve and the bearing housing, a gap may be formed from ⁇ , which is filled with lubricant, preferably oil. By this mechanical vibrations can be damped, whereby the service life of the turbocharger is increased.
  • the sleeve may be made of a different material than the bearing housing.
  • the sleeve may have a mechanically particularly durable material such as a chrome molybdenum alloy.
  • the bearing housing is mechanically less stressed and can therefore be made of a cheaper material, such as a conventional steel.
  • the bearing housing made of a material suitable for sand casting be designed to allow a particularly simple production.
  • a diameter of the ball tracks of the ball bearings may be 14 mm or less, for example. Preferably, the diameter is less than or equal to 13.5 mm, and more preferably less than or equal to 13 mm.
  • the indicated diameters are related to the web on which the ball centers run, and thus is less than a diameter of the outer ball tracks and more than the diameter of the inner ball tracks.
  • a difference in the size of the diameter of the ball tracks from an outer diameter of the shaft at the location of the ball bearings may be less than or equal to 3.5 mm, preferably less than or equal to 3 mm, and more preferably less than or equal to 2.5 mm. The difference can be even less than 2 mm.
  • a press fit of the bearing located on the shaft is not understood to be part of the shaft, i. If a press bearing is present, the diameter of the shaft at the location of the bearing corresponds to the inner diameter (ie the diameter of the side facing the shaft) of the press fit.
  • the small diameter ensures that, for example, a bearing housing containing the bearing housing can be designed to save space.
  • a small diameter leads to a low moment of inertia.
  • the moment of inertia of the bearings can be reduced by about 5% to 10% compared to conventional turbochargers.
  • the low moments of inertia improve the response of the turbocharger.
  • the turbocharger may include a biasing device by which the ball bearings are biased. As a result, a higher bearing stiffness is achieved, ie, the deformation of the bearing during operation is reduced. A smoothness of the bearings is improved and increased life.
  • the biasing device may be fixed or integrated in the bearing housing.
  • the bias ⁇ device can generate the bias, for example by means of at least one spring.
  • the invention also relates to an assembly method for a turbocharger, which may be designed as described above. In the assembly process, first a sleeve in a
  • a first shaft part is introduced into the sleeve, wherein the first ball bearing is disposed within the sleeve.
  • the first shaft part is equipped with the turbine.
  • a second shaft part is inserted into the sleeve, wherein the second ball bearing is arranged in the sleeve.
  • the introduction of the second shaft part can take place after the introduction of the first shaft part.
  • the second shaft part is permitted with the compressor ⁇ . Both shaft parts are connected together in the sleeve.
  • FIGS. 1 shows a section of a first embodiment of a
  • FIG. 2 shows a cross section of the turbocharger of FIG. 1 along the shaft
  • FIG. 3 shows a cross section with the same sectional plane as in FIG.
  • FIG. 4 shows a cross section with the same sectional plane as in FIG.
  • Fig. 5 shows a cross section of the first embodiment of a
  • FIG. 6 shows a cross section according to FIG. 5 corresponding to FIG.
  • FIG. 7 a of FIG. 6 corresponding cross-section after
  • FIG. 8 a of FIG. 7 corresponding cross-section after
  • FIG. 9 shows a cross section through a fourth embodiment of a turbocharger.
  • a detail of a turbocharger 1 is shown.
  • a shaft 2 can be seen, which is mounted in a sleeve 5 via two ball bearings 3, 4.
  • the shaft is divided into a first shaft part 6 and a second shaft part 7.
  • the first shaft member 6 has a first recess 8, which forms an inner ball race of the first Ku ⁇ gellagers.
  • the second shaft part 7 has a second recess 9, which forms an inner ball track for the second ball bearing 4.
  • inner recesses 10, 11 are incorporated, each forming an outer ball track for each one of the ball bearings 3, 4. Between the first recess 8 and the inside recess 10 and between the second recess 9 and the inside recess 11 are each balls 17, which are arranged in a ball cage 18.
  • the first shaft part 6 is formed integrally with the turbine 12 from ⁇ . In alternative, not shown embodiments, however, the turbine 12 and the first shaft part 6 may also be formed separately and secured to each other.
  • the second shaft part 7 is connected to a compressor not shown.
  • the two shaft parts 6, 7 are connected to one another in a connecting region 13, whereby details of the connection of a first exemplary embodiment of the turbocharger of FIG. 2 can be seen.
  • the first shaft part 6 has a stepped blind hole 14, which is equipped with an internal thread 15.
  • the second shaft part 7 has in some areas an external thread 16 which is screwed to the internal thread 15 of the first shaft part 6, whereby the two shaft parts are interconnected.
  • FIG. 3 shows a section of an alternative embodiment of a turbocharger, this embodiment being different from the embodiment of FIG. 2 in that the blind bore 14 'with internal thread 15' is introduced into the second shaft part 7, while the first shaft part 6 the external thread 16 'has.
  • FIG. 4 shows a section of a third embodiment of a turbocharger, this embodiment likewise being different in terms of the connection between the first shaft part 6 and the second shaft part 7 from the preceding embodiments.
  • the first shaft part 6 has a through hole 23.
  • the second shaft part 7 is formed with an end portion 19 which is inserted through the through hole 23.
  • the second shaft part 7 has an external thread 21 on which a nut 22 is screwed on for the purpose of fastening the second shaft part 7 on the first shaft part 6.
  • FIGS. 5 to 8 The assembly of the turbocharger is described below with reference to FIGS. 5 to 8, in which the embodiment of Fig. 1 is shown, explained.
  • a bearing housing 24 is shown which has a lubricant reservoir 25. 0
  • FIG. 9 shows a fourth embodiment of a turbocharger.
  • a biasing device designed as a spring 29 is provided.
  • the diameter of the ball track (this is meant in this context, the track on which the ball centers run, this diameter is also referred to as a "Pitch Circle Diameter", “PCD” short) and the shaft in the bearing area sketched.
  • the diameter 30 of the shaft in the area of the ball bearings is about 11 mm and the diameter 31 of the ball track about 12.5 mm, i. the diameter of the ball track is only 1.5 mm larger than the diameter of the shaft.
  • the diameter of the ball track would be about 2.5 mm larger. That would lead to a 5-10% higher moment of inertia. Due to the thus particularly low moment of inertia of the illustrated embodiments of turbochargers, they have a particularly good response, i. E.
  • the rotational speed of the turbocharger adapts very quickly to a change in engine power.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Turbolader (1) umfassend einen Kompressor, eine Turbine (12), eine Welle (2) und mindestens zwei Kugellager (3, 4), in denen die Welle (2) gelagert ist, wobei die Welle (2) aus zwei miteinander verbundenen, separat voneinander ausgebildeten Wellenteilen (6, 7) ausgebildet ist, wobei ein erster der Wellenteile (6) mit der Turbine (12) und ein zweiter der Wellenteile (7) mit dem Kompressor ausgestattet ist. Erfindungsgemäß nimmt ein erstes der Kugellager (3) den ersten Wellenteil (6) und ein zweites der Kugellager (4) den zweiten Wellenteil (7) auf.

Description

Beschreibung
Turbolader und Montageverfahren für einen Turbolader Die Erfindung betrifft einen Turbolader für ein Kraftfahrzeug sowie ein Montageverfahren für einen Turbolader. Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, Turbolader mit einer Welle aus¬ zubilden, die durch zwei in einer Hülse angeordnete Kugellager gelagert ist. Dies hat gegenüber der Verwendung hydrodynamischer Gleitlager den Vorteil, dass deutlich bessere Ansprechzeiten erzielt werden können, was wiederum zu einer höheren Beschleunigung eines den Turbolader aufweisenden Fahrzeugs beiträgt . Kugellagergelagerte Turbolader haben jedoch den Nachteil, dass die Montage relativ schwierig ist. Die Lager müssen üblicherweise mittels eines Presssitzes auf der Welle montiert werden. Zu¬ mindest eines der Lager muss aufgepresst werden, nachdem die Achse in die Hülse eingebracht wurde. Mit dem Aufpressen der Lager ist ein erheblicher Aufwand und somit auch erhebliche Kosten verbunden. Zusätzlich führen die Presssitze zu relativ großen Durchmessern der Kugelbahnen und somit zu relativ großen Trägheitsmomenten . Aufgabe der Erfindung ist es, zumindest einige der oben be¬ schriebenen Probleme zu lösen oder abzumildern.
Diese Aufgabe wird durch einen Turbolader nach Anspruch 1 sowie ein Montageverfahren nach Anspruch 10 gelöst. Optionale weitere Merkmale sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.
Der erfindungsgemäße Turbolader weist einen Kompressor, eine Turbine, eine Welle und mindestens zwei Kugellager auf. Die Welle weist einen ersten Wellenteil und einen zweiten Wellenteil auf, die miteinander verbunden sind. Der erste Wellenteil ist mit der Turbine ausgestattet. Die Turbine kann entweder mit dem ersten Wellenteil verbunden, beispielsweise verschweißt oder verlötet, oder integral mit dem ersten Wellenteil ausgebildet sein. Der zweite Wellenteil ist mit dem Kompressor ausgestattet. Der Kompressor kann entweder mit dem zweiten Wellenteil verbunden, beispielsweise verschweißt oder verlötet, oder integral mit dem zweiten Wellenteil ausgebildet sein.
Die Welle ist in den beiden Kugellagern gelagert. Ein erstes der Kugellager nimmt den ersten Wellenteil auf, und ein zweites Kugellager nimmt den zweiten Wellenteil auf. Durch die Ausbildung der Welle aus zwei miteinander verbundenen Teilen wird die Montage des Turboladers deutlich vereinfacht. Sollen bei¬ spielsweise beide Lager in einer Hülse angeordnet werden, kann das erste Lager zusammen mit dem ersten Teil von einer ersten Seite in die Hülse eingeschoben werden, wobei das zweite Lager zusammen mit dem zweiten Teil von der gegenüberliegenden zweiten Seite aus in die Hülse eingeschoben wird. Um ein Einschieben von beiden Seiten zu erlauben, ist es im Stand der Technik erforderlich, Presssitze der Lager zu verwenden und diese nach dem Einbringen der Welle in die Hülse einzupressen. Dies ist deutlich aufwendiger .
Die beiden Wellenteile können mittels einer lösbaren Verbindung oder einer unlösbaren Verbindung aneinander befestigt sein. Beispielsweise kann einer der beiden Wellenteile ein axiales Loch (vorzugsweise Sackloch) mit einem Innengewinde aufweisen, wobei der andere Wellenteil ein Außengewinde aufweist und in das
Innengewinde eingeschraubt ist. Die Gewinderichtung ist hierbei vorzugsweise so gewählt, dass im Betrieb die üblicherweise wirkenden Kräfte die beiden Wellen fester ineinanderschrauben . Die beiden Wellenteile können zusätzlich auch miteinander verpresst sein, um ein Lösen beider Wellenteile besonders zuverlässig zu verhindern. Eine Verpressung beider Wellenteile kann auch dann vorgesehen sein, wenn die Wellenteile nicht mit einem Gewinde ausgestattet sind. Die beiden Wellenteile können auch über eine konische Ver¬ bindungsfläche miteinander verbunden sein. Auch ein Verkleben, Verschweißen oder Verlöten beider Wellenteile kann vorgesehen sein. Es ist sogar möglich, dass beide Wellenteile eine Ver- zahnung aufweisen und über die ineinandergreifenden Verzahnungen eine Verbindung zwischen beiden Wellenteilen besteht. Ebenso kann die Verbindung durch einen Verbindungssplint bewirkt sein. Auch andere dem Fachmann aus dem Stand der Technik bekannte Wellenverbindungen können verwendet werden. Die beiden Wellenteile sind jedoch einzeln ausgebildet, d.h., die Welle ist nicht als ein einziges Teil gefertigt, sondern besteht aus zwei nachträglich miteinander verbundenen Teilen. Mindestens eines der Lager kann eine innenseitige Laufrinne aufweisen, die integraler Bestandteil der Welle ist, d.h., die Laufrinne kann in die Außenseite der Welle eingeformt sein. Vorzugsweise können beide Wellenteile jeweils eine Laufrinne für jeweils eines der Kugellager aufweisen. Bei in der Welle in- tegrierten Laufrinnen kann ein separater innerer Ring des Lagers vermieden und somit Kosten eingespart werden. Auch kann eine aufwendige Verbindung des inneren Lagerrings auf der Welle mittels eines Presssitzes entfallen. Die beiden Lager können in einer beide Lager aufnehmenden Hülse angeordnet sein. Die Hülse kann für beide Kugellager jeweils eine auf der Innenseite der Hülse integrierte äußere Laufrinne aufweisen . Die Hülse kann in einem Lagergehäuse angeordnet sein, in dem auch eine Schmiermittelzufuhr für die Lager integriert sein kann. Zwischen der Hülse und dem Lagergehäuse kann ein Spalt aus¬ gebildet sein, der mit Schmiermittel, vorzugsweise Öl, gefüllt ist. Durch diesen können mechanische Erschütterungen abgedämpft werden, wodurch die Lebensdauer des Turboladers erhöht wird.
Die Hülse kann aus einem anderen Material als das Lagergehäuse bestehen. Die Hülse kann ein mechanisch besonders belastbares Material wie beispielsweise eine Chrom Molybdän Legierung aufweisen. Das Lagergehäuse ist mechanisch weniger beansprucht und kann daher aus einem günstigeren Material, beispielsweise aus einem herkömmlichen Stahl, ausgebildet sein. Beispielsweise kann das Lagergehäuse aus einem zum Sandgießen geeigneten Material ausgebildet sein, um eine besonders einfache Herstellung zu ermöglichen .
Ein Durchmesser der Kugelbahnen der Kugellager kann bei- spielsweise 14 mm oder weniger betragen. Vorzugsweise ist der Durchmesser kleiner gleich 13,5 mm und besonders vorzugsweise kleiner gleich 13 mm. Die angegebene Durchmesser sind auf die Bahn bezogen, auf der die Kugelmittelpunkte laufen, und beträgt somit weniger als ein Durchmesser der äußeren Kugelbahnen und mehr als der Durchmesser der inneren Kugelbahnen. Ein Unterschied der Größe des Durchmessers der Kugelbahnen von einem Außendurchmesser der Welle am Ort der Kugellager kann kleiner gleich 3,5 mm, vorzugsweise kleiner gleich 3 mm und besonders vorzugsweise kleiner gleich 2,5 mm sein. Der Unterschied kann sogar kleiner gleich 2 mm sein. Bei der Bestimmung des Unterschieds wird - soweit vorhanden - ein auf der Welle angeordneter Presssitz des Lagers nicht als Bestandteil der Welle verstanden, d.h. ist ein Presslager vorhanden entspricht der Durchmesser der Welle am Ort des Lagers dem Innendurchmesser (also dem Durchmesser der der Welle zugewandten Seite) des Presssitzes.
Der geringe Durchmesser sorgt dafür, dass beispielsweise ein die Lager beinhaltendes Lagergehäuse platzsparend ausgebildet werden kann. Außerdem führt ein geringer Durchmesser zu einem geringen Trägheitsmoment. Das Massenträgheitsmoment der Lager kann im Vergleich zu herkömmlichen Turboladern um etwa 5% bis 10% reduziert werden. Die geringen Trägheitsmomente verbessern das Ansprechverhalten des Turboladers. Der Turbolader kann eine Vorspannvorrichtung aufweisen, mittels der die Kugellager vorgespannt werden. Hierdurch wird eine höhere Lagersteifigkeit erzielt, d.h., die Verformung der Lager im Betrieb wird verringert. Eine Laufruhe der Lager wird verbessert und eine Lebensdauer erhöht. Die Vorspannvorrichtung kann im Lagergehäuse befestigt oder integriert sein. Die Vorspann¬ vorrichtung kann die Vorspannung beispielsweise mittels mindestens einer Feder erzeugen. Zusätzlich zu einem Turbolader betrifft die Erfindung auch ein Montageverfahren für einen Turbolader, der wie vorangehend beschrieben ausgebildet sein kann. Bei dem Montageverfahren wird zunächst eine Hülse in einem
Lagergehäuse angeordnet. Anschließend wird ein erster Wellenteil in die Hülse eingebracht, wobei das erste Kugellager innerhalb der Hülse angeordnet wird. Der erste Wellenteil ist mit der Turbine ausgestattet. Ebenfalls anschließend wird ein zweiter Wellenteil in die Hülse eingebracht, wobei das zweite Kugellager in der Hülse angeordnet wird. Das Einbringen des zweiten Wellenteils kann nach dem Einbringen des ersten Wellenteils erfolgen. Der zweite Wellenteil ist mit dem Kompressor aus¬ gestattet. Beide Wellenteile werden in der Hülse miteinander verbunden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Ausschnitt einer ersten Ausführungsform eines
Turboladers ,
Fig. 2 einen Querschnitt des Turboladers aus Fig. 1 entlang der Welle,
Fig. 3 einen Querschnitt mit der gleichen Schnittebene wie in
Fig. 2 für eine zweite Ausführungsform eines Turboladers,
Fig. 4 einen Querschnitt mit der gleichen Schnittebene wie in
Fig. 3 für eine dritte Ausführungsform eines Turboladers,
Fig. 5 einen Querschnitt der ersten Ausführungsform eines
Turboladers vor dem Einsetzen der Hülse in das La¬ gergehäuse, Fig. 6 einen der Fig. 5 entsprechenden Querschnitt nach dem
Einsetzen der Hülse und vor dem Montieren des ersten
Wellenteils ,
Fig. 7 einen der Fig. 6 entsprechenden Querschnitt nach dem
Einbringen des ersten und vor dem Einbringen des zweiten Wellenteils,
Fig. 8 einen der Fig. 7 entsprechenden Querschnitt nach dem
Einbringen des zweiten Wellenteils und
Fig. 9 ein Querschnitt durch eine vierte Ausführungsform eines Turboladers. In Fig. 1 ist ein Ausschnitt eines Turboladers 1 dargestellt. In dem Ausschnitt ist eine Welle 2 zu erkennen, der über zwei Kugellager 3, 4 in einer Hülse 5 gelagert angeordnet ist. Die Welle ist in einen ersten Wellenteil 6 und einen zweiten Wellenteil 7 unterteilt. Der erste Wellenteil 6 weist eine erste Vertiefung 8 auf, die eine innere Kugelbahn des ersten Ku¬ gellagers 3 bildet. Das zweite Wellenteil 7 weist eine zweite Vertiefung 9 auf, die eine innere Kugelbahn für das zweite Kugellager 4 bildet. In die Hülse 5, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus einer Chrom Molybdän Legierung besteht, sind innenseitige Vertiefungen 10, 11 eingearbeitet, die jeweils eine äußere Kugelbahn für jeweils eines der Kugellager 3, 4 bilden. Zwischen der ersten Vertiefung 8 und der innenseitigen Vertiefung 10 bzw. zwischen der zweiten Vertiefung 9 und der innenseitigen Vertiefung 11 befinden sich jeweils Kugeln 17, die in einem Kugelkäfig 18 angeordnet sind.
Der erste Wellenteil 6 ist integral mit der Turbine 12 aus¬ gebildet. In alternativen, nicht dargestellten Ausführungsformen können die Turbine 12 und der erste Wellenteil 6 jedoch auch separat ausgebildet und aneinander befestigt sein. Der zweite Wellenteil 7 ist mit einem nicht mit dargestellten Kompressor verbunden. Die beiden Wellenteile 6, 7 sind in einem Verbindungsbereich 13 miteinander verbunden, wobei Details der Verbindung eines ersten Ausführungsbeispiel des Turboladers der Fig. 2 zu entnehmen sind. In Fig. 2 ist dargestellt, dass der erste Wellenteil 6 eine gestufte Sacklochbohrung 14 aufweist, die mit einem Innengewinde 15 ausgestattet ist. Der zweite Wellenteil 7 weist bereichsweise ein Außengewinde 16 auf, das mit dem Innengewinde 15 des ersten Wellenteils 6 verschraubt ist, wodurch die beiden Wellenteile miteinander verbunden sind. Um zuverlässig zu verhindern, dass sich die Schraubverbindung im Betrieb löst, sind die beiden Wellenteile 6, 7 zusätzlich durch eine Pressverbindung 32, einen sogenannten "Press fit", miteinander verbunden. In Fig. 3 ist ein Ausschnitt einer alternativen Ausführungsform eines Turboladers dargestellt, wobei sich diese Ausführungsform von der Ausführungsform aus Fig. 2 dahingehend unterscheidet, dass die Sacklochbohrung 14 'mit Innengewinde 15' in den zweiten Wellenteil 7 eingebracht sind, während der erste Wellenteil 6 das Außengewinde 16 'aufweist.
In Fig. 4 ist ein Ausschnitt einer dritten Ausführungsform eines Turboladers dargestellt, wobei sich diese Ausführungsform ebenfalls hinsichtlich der Verbindung zwischen dem ersten Wellenteil 6 und dem zweiten Wellenteil 7 von den vorangehenden Ausführungsformen unterscheidet . In der Ausführungsform der Fig . 4 weist der erste Wellenteil 6 eine Durchgangsbohrung 23 auf. Der zweite Wellenteil 7 ist mit einem Endbereich 19 ausgebildet, der durch die Durchgangsbohrung 23 hindurchgesteckt ist. Am Ende 20 des Endbereichs 19 weist der zweite Wellenteil 7 ein Außengewinde 21 auf, auf dem zwecks Befestigung des zweiten Wellenteils 7 am ersten Wellenteil 6 eine Mutter 22 aufgeschraubt ist.
Die Montage des Turboladers wird nachfolgend anhand der Fign. 5 bis 8, in denen das Ausführungsbeispiel aus Fig. 1 dargestellt ist, erläutert. In diesen Figuren ist zusätzlich zu den vorangehend bereits erwähnten Komponenten ein Lagergehäuse 24 dargestellt, welches ein Schmiermitteldepot 25 aufweist. 0
o
Bei der Montage wird zunächst die Hülse 5 in das Lagergehäuse 24 eingeschoben. Dies ist in Fig. 5 durch den Pfeil 26 angedeutet. Wie durch den Pfeil 27 in Fig. 6 dargestellt, wird anschließend der erste Wellenteil 6 in die Hülse 5 eingeschoben. Schluss- endlich wird, wie durch den Pfeil 28 in Fig. 7 dargestellt, der zweite Wellenteil 7 von der dem ersten Wellenteil 6 abgewandten Seite in die Hülse 5 eingeschoben und innerhalb dieser mit dem ersten Wellenteil 6 verschraubt. In Fig. 8 ist die fertige Anordnung aus Hülse 5, den Wellenteilen 6, 7, dem Lagergehäuse 24 und der Turbine 12 dargestellt. Auch hier ist der Kompressor, der mit dem zweiten Wellenteil 7 direkt oder indirekt verbunden ist, nicht mit dargestellt. In Fig. 9 ist eine vierte Ausführungsform eines Turboladers dargestellt. Gemäß dieser Ausführungsform ist eine als Feder 29 ausgebildete Vorspannvorrichtung vorgesehen. Hierdurch wird unter anderem die Laufruhe und die Lebensdauer des Turboladers deutlich verbessert.
In dieser Figur sind außerdem beispielhaft die Durchmesser der Kugelbahn (hiermit ist in diesem Zusammenhang die Bahn gemeint, auf der die Kugelmittelpunkte laufen, dieser Durchmesser wird auch als "Pitch Circle Diameter", kurz "PCD" bezeichnet) und der Welle im Bereich der Lager skizziert . Der Durchmesser 30 der Welle im Bereich der Kugellager beträgt etwa 11 mm und der Durchmesser 31 der Kugelbahn ungefähr 12,5 mm, d.h. der Durchmesser der Kugelbahn ist nur 1,5 mm größer als der Durchmesser der Welle. Im Stand der Technik, in dem Presslager erforderlich sind, wäre der Durchmesser der Kugelbahn um etwa 2,5 mm größer. Die würde zu einem um etwa 5-10% höheren Trägheitsmoment führen. Durch das somit besonders niedrige Trägheitsmoment der dargestellten Ausführungsformen von Turboladern, weisen diese ein besonders gutes Ansprechverhalten auf, d.h. die Drehgeschwindigkeit des Turboladers passt sich einer veränderten Motorleistung sehr schnell an.

Claims

Patentansprüche
1. Turbolader (1) umfassend einen Kompressor, eine Turbine (12), eine Welle (2) und mindestens zwei Kugellager (3, 4), in denen die Welle (2) gelagert ist, wobei die Welle (2) aus zwei miteinander verbundenen, separat voneinander ausgebildeten Wellenteilen (6, 7) ausgebildet ist, wobei ein erster der Wellenteile (6) mit der Turbine (12) und ein zweiter der Wellenteile (7) mit dem Kompressor ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes der Kugellager (3) den ersten Wellenteil (6) und ein zweites der Kugellager (4) den zweiten Wellenteil (7) aufnimmt.
2. Turbolader (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Wellenteile (6, 7) durch eine lösbare oder unlösbare Verbindung miteinander verbunden sind.
3. Turbolader (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Kugellager (3, 4) eine innenseitige Laufrinne (8, 9) aufweist, die integraler Be¬ standteil der Welle (2) ist. 4. Turbolader (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Kugellager (3, 4) innerhalb einer beide Kugellager (3,
4 ) aufnehmenden Hülse angeordnet sind.
5. Turbolader (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugeln (17) beider Kugellager (3, 4) in einer äußeren
Laufrinne (10, 11) angeordnet sind, die integraler Teil der Hülse (5) ist.
6. Turbolader (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (5) in einem Lagergehäuse (24) angeordnet ist.
7. Turbolader (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugelbahnen der Kugellager (3, 4) einen Durchmesser von höchstens 14 mm, höchstens 13,5 mm, besonders vorzugsweise höchstens 13 mm haben.
8. Turbolader (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugellager (3, 4) über eine Vor¬ spannvorrichtung vorgespannt sind.
9. Turbolader (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspanvorrichtung eine Feder 29 umfasst.
10. Verfahren zur Montage eines Turboladers (1), umfassend die folgenden Schritte:
- Anordnen einer Hülse (5) in einem Lagergehäuse (24),
- Einbringen eines mit einem ersten Kugellager (3) und einer Turbine (12) ausgestatteten ersten Wellenteils (6) in die Hülse (5) , derart, dass das erste Kugellager (3) innerhalb der Hülse (5) angeordnet wird,
- Einbringen eines mit einem zweiten Kugellager (4) und einem Kompressor ausgestatteten zweiten Wellenteils (7) in die Hülse (5), derart, dass das zweite Kugellager (4) innerhalb der Hülse (5) angeordnet wird, und Verbinden des zweiten Wellenteils (7) mit dem ersten Wellenteil (6) .
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