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Dokumentenidentifikation DE19713415A1 06.11.1997
Titel Turbolader
Anmelder Aisin Seiki K.K., Kariya, Aichi, JP
Erfinder Kawasaki, Yukio, Anjo, Aichi, JP
Vertreter Tiedtke, Bühling, Kinne & Partner, 80336 München
DE-Anmeldedatum 01.04.1997
DE-Aktenzeichen 19713415
Offenlegungstag 06.11.1997
Veröffentlichungstag im Patentblatt 06.11.1997
IPC-Hauptklasse F02C 7/06
IPC-Nebenklasse F02C 6/12   F02C 7/28   F01D 25/16   
Zusammenfassung Ein Turbolader umfaßt einen Turbinenrotor (14), einen Kompressorrotor (13), der über eine Welle (30) mit dem Turbinenrotor (14) verbunden ist, ein Gehäuse (10), das die Welle (30) durch ein Radiallager (15, 16) drehbar lagert, ein Axiallager (18) und eine zylindrische Buchse (19), die auf der Welle (30) zwischen dem Axiallager (18) und dem Kompressorrotor (13) aufgeschoben ist, eine Dichtungsplatte (21), die an dem Gehäuse (10) befestigt ist, während ein vorbestimmter Spielraum zwischen dem Kompressorrotor (13) und dessen Wandabschnitt aufrechterhalten wird und die einen inneren zylindrischen Abschnitt hat, der sich durch das Axiallager (18) hindurch erstreckt, und in den die Buchse (19) eingepaßt ist, und einen äußeren vorstehenden Abschnitt (21a), der am Ende des zylindrischen Abschnittes ausgebildet ist und sich in der diametralen Richtung nach außen hin erstreckt, um zusammen mit dem Wandabschnitt eine ringförmige Nut (22c) auszubilden, und einen Dichtungsring (22), der zwischen dem inneren zylindrischen Abschnitt der Dichtungsplatte (21) und einem äußeren Umfangsabschnitt der Buchse (19) angeordnet ist.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Turbolader.

Ein herkömmlicher Turbolader ist beispielsweise in der japanische Gebrauchsmusteranmeldungs-Offenlegungsschrift Nr. 59 (1984)-39734 offenbart. Dieser Turbolader enthält einen Turbinenrotor und einen Kompressorrotor, der über eine Welle mit dem Turbinenrotor verbunden ist. Die Welle ist über ein Radiallager und ein Axiallager in einem Gehäuse drehbar gelagert. Zwischen dem Radiallager und dem Kompressorrotor sind Buchsen auf die Welle aufgeschoben. Die Buchsen werden mit der Welle als ein Körper gedreht. An dem Gehäuse ist an dessen äußeren Abschnitt eine Dichtungsplatte befestigt, die einen Wandabschnitt hat, der dem Kompressorrotor mit einem vorbestimmten Spielraum gegenüber liegt. Die Dichtungsplatte ist mit einem inneren zylindrischen Abschnitt versehen, in den die Buchse lose eingepaßt ist. Zwischen der äußeren Umfangsoberfläche der Buchse und der inneren Umfangsoberfläche des inneren zylindrischen Abschnitts der Dichtungsplatte ist ein Dichtungsring angeordnet. Zwischen der Dichtungsplatte und dem Axiallager ist ein Ölschutz angeordnet, um ein zur Dichtungsplatte hin spritzendes Öl abzuhalten.

In dem vorstehend beschriebenen herkömmlichen Turbolader wird das Öl, das durch die Drehung der Buchse herumgewirbelt wird, durch den Ölschutz daran gehindert, direkt zur Dichtungsplatte hin einzudringen. Jedoch neigt das Öl, das entlang dem Ölschutz herabfällt, dazu, zwischen der äußeren Umfangsoberfläche der Buchse und der inneren Umfangsoberfläche des inneren zylindrischen Abschnittes der Dichtungsplatte einzudringen. Deshalb besteht die Gefahr, daß das Öl zum Kompressorrotor hin leckt.

Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegende Erfindung, einen verbesserten Turbolader zu schaffen, der den vorstehend genannten Nachteil überwindet.

Es ist desweiteren ein Ziel der vorliegende Erfindung, einen verbesserten Turbolader zu schaffen, der es verhindern kann, daß Öl zum Kompressorrotor hin leckt.

Um diese Aufgabe zu lösen weist ein verbesserter Turbolader die folgenden Vorteile auf: einen Turbinenrotor, einen durch eine Welle mit dem Turbinenrotor verbundenen Kompressorrotor, ein Gehäuse, das die Welle mittels eines Axiallagers drehbar lagert, ein Axiallager und eine zylindrische Buchse, die zwischen dem Axiallager und dem Kompressorrotor auf die Welle aufgeschoben ist, eine Dichtungsplatte, die an dem Gehäuse befestigt ist, während ein vorbestimmter Spielraum zwischen dem Kompressorrotor und dessen Wandabschnitt aufrechterhalten wird, und die einen inneren zylindrischen Abschnitt hat, der sich durch das Axiallager hindurch erstreckt und in den die Buchse eingepaßt ist, und einen äußeren vorstehenden Abschnitt, der am Ende des zylindrischen Abschnittes gebildet ist und der sich in diametraler Richtung nach außen erstreckt, um eine ringförmige Nut zusammen mit dem Wandabschnitt zu bilden, und einen Dichtungsring, der zwischen dem inneren zylindrischen Abschnitt der Dichtungsplatte und einem äußeren Umfangsabschnitt der Buchse angeordnet ist.

Zusätzliche Aufgaben und Vorteile der vorliegende Erfindung werden anhand der nachfolgenden detaillierten Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen deutlicher, unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen.

Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht eines ersten Ausführungsbeispieles eines erfindungsgemäßen Turboladers.

Fig. 2 zeigt eine Schnittansicht eines zweiten Ausführungsbeispieles einen erfindungsgemäßen Turboladers.

Fig. 3 zeigt eine vergrößerte Teilansicht aus Fig. 2.

Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht eines Ölschutzes aus Fig. 2.

Fig. 5 zeigt eine Querschnittsansicht entlang einer Linie A-A aus Fig. 4.

Im nachfolgenden wird ein Turbolader gemäß bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Unter Bezugnahme auf Fig. 1 ist ein Gehäuse 10, das aus Gußeisen hergestellt ist, mit einem Paar Axialbohrungen 10a versehen. Eine Welle 30 ist durch Radiallager 15 und 16 drehbar in den Axialbohrungen 10a gelagert. Die Radiallager 15 und 16 sind drehbar in den Axialbohrungen 10a eingepaßt und werden durch Schnappringe, die jeweils in den Axialbohrungen 10a befestigt sind, daran gehindert, sich in der einander gegenüberliegenden Richtung axial zu bewegen. Das Radiallager 16 wird daran gehindert, sich auf die rechte Seite in Fig. 1 hin zu bewegen, indem es mit einem Abschnitt mit einem großen Durchmesser in Kontakt kommt, der auf der Welle 30 ausgebildet ist.

Auf der linken Seite eines Abschnittes der Welle 30, auf dem das Radiallager 15 drehbar aufgeschoben ist, ist ein Abschnitt mit einem kleinen Durchmesser darauf ausgebildet. Eine zylindrische Buchse 17 mit einem Flanschabschnitt an ihrem Endabschnitt auf der rechten Seite ist auf dem Abschnitt mit dem kleinen Durchmesser der Welle 30 aufgeschoben, so daß der Flanschabschnitt mit einer Endoberfläche der linken Seite des Radiallagers 15 oder einem gestuften Abschnitt der Welle 30 Kontakt gelangen kann. Auf der linken Seite des Abschnittes mit kleinem Durchmesser der Welle 20, ist eine zylindrische Buchse 19 aufgeschoben, um angrenzend zur Buchse 17 zu sein. Die Buchse 19 hat einen Anschlagabschnitt 19a, der auf deren rechten Seitenendabschnitt ausgebildet ist, um sich nach außen in Diametralrichtung zu erstrecken, und der den linken Seitenendabschnitt der Buchse 17 berührt. Ein Durchmesser einer linken Seitenoberfläche des Anschlagabschnittes 19a ist größer als jener einer rechten Seitenoberfläche des Anschlagabschnittes 19a und auf dem Außenumfangsabschnitt des Anschlagabschnittes 19a ist einen kegelige Oberfläche ausgebildet. Auf einem Außenumfangsabschnitt eines zylindrischen Abschnittes der Buchse 19 ist eine ringförmige Nut ausgebildet und in die ringförmige Nut ist eine Öldichtung (Dichtungsring) 20 eingepaßt. Auf der linken Seite der Axialbohrung 10a des Gehäuses 10 ist eine Bohrung mit einem großen Durchmesser 10d darauf ausgebildet und eine Dichtungsplatte 21 mit einem inneren zylindrischen Abschnitt, in den die Buchse 19 flüssigkeitsdicht durch die Öldichtung 20 eingepaßt ist, ist in die Bohrung 10d mit dem großen Durchmesser eingepreßt.

Auf dem Abschnitt mit dem kleinen Durchmesser der Welle 30, der sich an der linken Seite in Bezug auf die Buchse 19 befindet, ist ein Kompressorrotor 13 darauf aufgeschoben und eine Mutter ist auf dem Endabschnitt des Abschnittes mit dem kleinen Durchmesser der Welle 30 festgeschraubt, um den Kompressorrotor 13 zur Buchse 19 hin zu pressen. Dadurch wird die Buchse 17 und die Buchse 19 zwischen die rechte Seitenoberfläche des Kompressorrotors 13 und einem gestuften Abschnitt zwischen dem Abschnitt mit dem kleinen Durchmesser und dem Mittelabschnitt der Welle 30 eingeklemmt und es wird ein Zustand erreicht, unter dem sie mit der Welle 30 und dem Kompressorrotor 13 als ein Körper gedreht werden. Nun wird ein vorbestimmter Spielraum zwischen der rechten Seitenoberfläche des Kompressorrotors 13a und einem Wandabschnitt der Dichtungsplatte 21, der an deren linken Seitenendabschnitt gebildet ist, aufrechterhalten.

Zwischen dem Flanschabschnitt der Buchse 17 und dem Anschlagabschnitt 19a der Buchse 19, die einander gegenüber liegen, ist ein Axiallager 18 eingesetzt, das in der Bohrung 10d des Gehäuses 10 mit dem großen Durchmesser befestigt ist. Das Gehäuse 10 ist mit Ölkanälen 10b versehen, zur Versorgung der Radiallager 15 und 16 mit Öl. Das Axiallager 18 ist mit einer Ölversorgungsbohrung 18a versehen, die in Verbindung mit den Ölkanälen 10b des Gehäuses 10 ist, um Öl an die Reibungsabschnitte zwischen dem Axiallager 18 und dem Flanschabschnitt der Buchse 17 und zwischen dem Axiallager 18 und dem Anschlagabschnitt 19a der Buchse 19 zu liefern. Ein Kompressorgehäuse 11, in das der Kompressorrotor 13 eingesetzt ist, ist luftdicht an dem Gehäuse 10 befestigt und hat einen Lufteinlaß und einen Luftauslaß. Der Lufteinlaß steht mit einer (nicht gezeigten) Lufteinlaßleitung in Verbindung und der Luftauslaß steht mit einem Luftansaugkrümmer eines (nicht gezeigten) Motors in Verbindung.

Am rechten Seitenende der Welle 30 ist ein Turbinenrotor 14 daran befestigt, der in dem Turbinengehäuse 12 angeordnet ist. Das Turbinengehäuse 12 ist luftdicht an dem Gehäuse 10 befestigt und hat einen Abgaseinlaß und einen Abgasauslaß. Der Abgaseinlaß ist luftdicht mit einem Abgaskrümmer des (nicht gezeigten) Motors verbunden und der Abgasauslaß ist luftdicht mit einem (nicht gezeigten) Abgasauslaßrohr verbunden. Wenn der (nicht gezeigte) Motor gestartet wird, strömt dadurch das Abgas in den Abgaseinlaß und bringt den Turbinenrotor 14 dazu, zu drehen. Der Kompressorrotor 13 dreht sich dann durch die Welle 30, so daß die Luft aufgeladen wird.

In diesem Ausführungsbeispiel ist ein äußerer vorstehender Abschnitt 21a auf einem rechten Seitenendabschnitt des inneren zylindrischen Abschnittes der Dichtungsplatte 21 ausgebildet, die dem Anschlagabschnitt 19a der Buchse 19 gegenüberliegt. Der äußere vorstehende Abschnitt 21a erstreckt sich in der diametralen Richtung nach außen, um eine ringförmige Nut zu bilden, zusammen mit dem Wandabschnitt der Dichtungsplatte 21und hat eine konische Gestalt, die einem kegeligen Abschnitt entspricht, der auf einem Verbindungsabschnitt zwischen dem zylindrischen Abschnitt und dem Anschlagabschnitt 19a der Buchse 19 ausgebildet ist. Ein oberer Endabschnitt äußeren vorstehenden Abschnittes 21a liegt dem Anschlagabschnitt 19a mit einem vorbestimmten kleinen Spielraum gegenüber.

Wenn der Turbolader arbeitet, wird das Öl gemäß diesem Ausführungsbeispiel durch die Ölversorgungsbohrung 18a zu den Reibungsabschnitten zwischen dem Axiallager 18 und dem Flanschabschnitt der Buchse 17 und zwischen dem Axiallager 18 und dem Anschlagabschnitt 19a der Buchse 19 geliefert. Das Öl spritzt in der diametralen Richtung durch die Zentrifugalkraft nach außen und es spritzt schräg und nach außen gerichtet in der diametralen Richtung entlang der kegeligen Oberfläche des äußeren Umfangsabschnittes des Anschlagabschnittes 19a durch die Zentrifugalkraft. Das herumspritzende Öl stößt mit der inneren Umfangsoberfläche der Dichtungsplatte 21 zusammen und fällt längs der inneren Umfangsoberfläche der Dichtungsplatte 21 herab. Anschließend wird das Öl in eine Dränagebohrung 10c geleitet, die in dem Gehäuse 10 ausgebildet ist. Desweiteren fällt das Öl längs dem Wandabschnitt der Dichtungsplatte 21 und der ringförmigen Nut zwischen dem Wandabschnitt und dem äußeren vorstehenden Abschnitt 21a herab und wird anschließend in die Dränagebohrung 10c geleitet. Dadurch wird sicher verhindert, daß das Öl aus dem Spielraum zwischen dem obenliegenden Endabschnitt des äußeren vorstehenden Abschnittes 21a und dem Anschlagabschnitt 19a zur Öldichtung 20 eindringt.

Die Fig. 2 bis 5 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In den Fig. 2 bis 5 werden dieselben Teile verglichen mit Fig. 1 mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. In diesem zweiten Ausführungsbeispiel ist die axiale Länge des äußeren vorstehenden Abschnittes 21a der Dichtungsplatte 21 kleiner verglichen mit dem ersten Ausführungsbeispiel ausgebildet, wie in Fig. 3 zu sehen ist. Der obenliegende Endabschnitt des äußeren vorstehenden Abschnittes 21a liegt einem inneren Umfangsabschnitt eines mittigen flachen Abschnittes 22b eines Ölschutzes 22 gegenüber, der parallel zu dem Anschlagabschnitt 19a der Buchse 19 angeordnet ist, während ein vorbestimmter kleiner Spielraum aufrechterhalten wird.

Wie in dem Fig. 4 und 5 gezeigt ist, umfaßt der Ölschutz 22 den mittigen flachen Abschnitt 22b, der dem Anschlagabschnitt 19a gegenüberliegt, und der eine Zentralbohrung zum Aufschieben auf die Buchse 19 hat, einen kegeligen Abschnitt 22, der sich von einem äußeren Ende des mittigen flachen Abschnittes 22b zum Kompressorrotor 13 hin erstreckt, während der Durchmesser abnimmt, einen Wandabschnitt, der sich senkrecht von einem Ende des kegeligen Abschnittes 22a nach außen in der diametralen Richtung erstreckt und der an einer Innenbohrung 21b der Dichtungsplatte 21 an deren äußeren Endabschnitt 22d befestigt ist, einen Öffnungsabschnitt 21f, der jeweils auf einem Teil der unteren Abschnitte des Wandabschnittes und des kegeligen Abschnittes 22a ausgebildet ist, und der sich zu einer ringförmigen Nut 22c, die zwischen dem Wandabschnitt und dem kegeligen Abschnitt 22a ausgebildet ist, in der diametralen Richtung nach außen öffnet und einen Führungsabschnitt 22e, der sich von einem Teil des mittigen flachen Abschnittes 22b schräg und nach außen hin erstreckt, während er in den Öffnungsabschnitt 22f hineinragt.

In diesem Ausführungsbeispiel stößt das von dem Anschlagabschnitt 19a herumfliegende Öl mit dem Wandabschnitt des Ölschutzes 22 zusammen und fällt entlang dessen Wandabschnitt herab. Ein Teil des Öls passiert die ringförmige Nut 22c und wird durch den Öffnungsabschnitt 22f und den Führungsabschnitt 22e in die Dränagebohrung 10c geleitet. Demgemäß wird sicher verhindert, daß das Öl aus dem Spielraum zwischen dem mittigen flachen Abschnitt 22b und dem Anschlagsabschnitt 19a zu der Öldichtung 20 hin eindringt.

Sogar wenn das Öl aus dem Spielraum zwischen dem mittigen flachen Abschnitt 22b und dem Anschlagabschnitt 19a durch irgendeine Möglichkeit zur Öldichtung 20 hin eindringt, fliegt desweiteren das Öl durch die Zentrifugalkraft herum und das herumspritzende Öl fällt durch die ringförmige Nut, die zwischen dem Wandabschnitt der Dichtungsplatte 21 und dem äußeren vorstehenden 21a ausgebildet ist, herab. Deshalb wird verhindert, daß das Öl zur Öldichtung 20 leckt.

Wie vorstehend beschrieben wurde, ist es erfindungsgemäß möglich, zu verhindern, daß das Öl zum Kompressorrotor hin leckt, da das durch die Zentrifugalkraft herumfliegende Öl entlang dem Wandabschnitt und der ringförmigen Nut der Dichtungsplatte herabfällt.

Desweiteren ist es erfindungsgemäß möglich, den Ölschutz anzuordnen, der den mittigen flachen Abschnitt, den konischen Abschnitt, den Wandabschnitt, den Öffnungsabschnitt und den Führungsabschnitt in der Dichtungsplatte hat. Da das durch die Zentrifugalkraft herumfliegende Öl entlang dem Wandabschnitt und der ringförmigen Nut, die zwischen dem mittigen flachen Abschnitt und dem Wandabschnitt ausgebildet ist, herabfällt, ist es in einem solchen Fall möglich, sicher zu verhindern, daß das Öl zum Kompressorrotor hin leckt.

Ein Turbolader umfaßt einen Turbinenrotor 14, einen Kompressorrotor 13, der über eine Welle 30 mit dem Turbinenrotor 14 verbunden ist, ein Gehäuse 10, das die Welle 30 durch ein Radiallager 15, 16 drehbar lagert, ein Axiallager 18 und eine zylindrische Buchse 19, die auf der Welle 30 zwischen dem Axiallager 18 und dem Kompressorrotor 13 aufgeschoben ist, eine Dichtungsplatte 21, die an dem Gehäuse 10 befestigt ist, während ein vorbestimmter Spielraum zwischen dem Kompressorrotor 13 und dessen Wandabschnitt aufrechterhalten wird und die einen inneren zylindrischen Abschnitt hat, der sich durch das Axiallager 18 hindurch erstreckt, und in den die Buchse 19 eingepaßt ist, und einen äußeren vorstehenden Abschnitt 21a, der am Ende des zylindrischen Abschnittes ausgebildet ist und sich in der diametralen Richtung nach außen hin erstreckt, um zusammen mit dem Wandabschnitt eine ringförmige Nut 22c auszubilden, und einen Dichtungsring 22, der zwischen dem inneren zylindrischen Abschnitt der Dichtungsplatte 21 und einem äußeren Umfangsabschnitt der Buchse 19 angeordnet ist.


Anspruch[de]
  1. 1. Turbolader mit den folgenden Bauteilen:

    einem Turbinenrotor (14),

    einem Kompressorrotor (13), der mit dem Turbinenrotor über eine Welle (30) verbunden ist,

    einem Gehäuse (10), das die Welle (30) durch ein Radiallager (15, 16) drehbar lagert, ein Axiallager (18) und

    eine zylindrischen Buchse (19), die zwischen dem Axiallager (18) und dem Kompressorrotor (13) auf die Welle (30) aufgeschoben ist,

    einer Dichtungsplatte (21), die an dem Gehäuse (10) befestigt ist, während ein vorbestimmter Spielraum zwischen dem Kompressorrotor (13) und dessen Wandabschnitt aufrechterhalten wird, und die einen inneren zylindrischen Abschnitt hat, der sich durch das Axiallager (18) hindurch erstreckt und in den die Buchse (19) eingepaßt ist, und einen äußeren vorstehenden Abschnitt (21a), der am Ende des zylindrischen Abschnittes ausgebildet ist und sich in der diametralen Richtung nach außen hin erstreckt, um zusammen mit dem Wandabschnitt eine ringförmige Nut auszubilden, und

    einem Dichtungsring (20), der zwischen dem inneren zylindrischen Abschnitt der Dichtungsplatte (21) und einem äußeren Umfangsabschnitt der Buchse (19) angeordnet ist.
  2. 2. Turbolader gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchse (19) einen Anschlagabschnitt (19a) hat, der in der diametralen Richtung nach außen vorsteht und mit dem Axiallager (18) in Kontakt ist.
  3. 3. Turbolader gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ölschutz (22) in der Dichtungsplatte (21) angeordnet ist und einen mittigen flachen Abschnitt (22b) umfaßt, der dem Anschlagabschnitt (19a) gegenüberliegt und der eine zentrale Bohrung zum Aufschieben auf die Buchse (19) hat, einen kegeligen Abschnitt (22a), der sich von einem äußeren Ende des mittigen flachen Abschnittes (22b) zu dem Kompressorrotor (13) hin erstreckt, während der Durchmesser abnimmt, einen Wandabschnitt, der sich von einem Ende des kegeligen Abschnittes (22a) in der diametralen Richtung nach außen vertikal erstreckt und der an dessen äußeren Endabschnitt (22d) an der Dichtungsplatte (21) befestigt ist, einen Öffnungsabschnitt (22f), der jeweils auf einem Teil der unteren Abschnitte des Wandabschnittes und des kegeligen Abschnittes (22a) ausgebildet ist und der eine ringförmige Nut (22c), die zwischen dem Wandabschnitt und dem kegeligen Abschnitt (22a) ausgebildet ist, in der diametralen Richtung nach außen hin öffnet und einen Führungsabschnitt (22e), der sich von einem Teil des mittigen flachen Abschnittes (22b) schräg und nach außen hin erstreckt, während er in den Öffnungsabschnitt (22f) ragt.






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