WO2020083434A1

WO2020083434A1 - Lagervorrichtung für einen abgasturbolader und abgasturbolader

Info

Publication number: WO2020083434A1
Application number: PCT/DE2019/100902
Authority: WO
Inventors: Oliver Baumann; Epameinondas CHRISTODOULOPOULOS; Joachim Delitz; Matthias DEUTSCHER; Henryk JOHN
Original assignee: Ihi Charging Systems International Gmbh
Priority date: 2018-10-25
Filing date: 2019-10-16
Publication date: 2020-04-30
Also published as: DE102018126591A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Lagerabschnitt für einen Abgasturbolader (2), umfassend ein Abschnittsgehäuse (3), in welchem eine Lagervorrichtung (6) umfassend eine Lagerbüchse (7) in einer Aufnahmeausnehmung (10) des Abschnittsgehäuses angeordnet ist, wobei eine Welle (4) in einem Innenraum (11) der Lagerbuchse rotierbar aufgenommen ist, und wobei ein Fixierelement (15) zur Fixierung der Lagerbuchse im Abschnittsgehäuse ausgebildet ist, und wobei die Lagerbuchse in Form eines halbschwimmenden Lagers ausgebildet ist. Erfindungsgemäß dient das Fixierelement einer Schmiermittelversorgung einer Außenfläche (23) der Lagerbuchse, und wobei eine Schmiermittelversorgung des Innenraums der Lagerbuchse unterbunden ist, wobei das Fixierelement zerstörungsfrei demontierbar ausgebildet ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Abgasturbolader.

Description

Lagervorrichtung für einen Abgasturbolader und Abgasturbolader

Die Erfindung betrifft eine Lagervorrichtung für einen Abgasturbolader der im

Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art sowie einen Abgasturbolader gemäß Anspruch 12.

Im Betrieb schnelllaufender Maschinen, insbesondere bei Abgasturboladern, treten bei hohen Drehzahlen Vibrationen auf. Abgasturbolader, die mit sehr hohen Drehzahlen, Drehzahlen von etwa 270000 U/min, betrieben werden, sind davon insbesondere betroffen. Schwimmend gelagerte Gleitlager, welche als so genannte full-floating- Gleitlager bezeichnet werden, haben den Vorteil, dass im Betrieb auftretende

Vibrationen gedämpft werden können, da zwischen dem Lagerabschnitt und der Lagerbüchse ein Fluid, im Allgemeinen ein Schmiermittel, vorliegt. Mit Hilfe dieses Fluids werden die Vibrationen gedämpft, so dass ein relativ ruhiger und gleichmäßiger Lauf der Welle gesichert werden kann.

Neben diesen full-floating-Gleitlagern, die sich dadurch auszeichnen, dass die

Relativbewegung zwischen Welle und Lagerbüchse möglich ist, gibt es so genannte semi-floating-Gleitlager, mit deren Hilfe ebenfalls die Vibrationsdämpfung herbeiführbar ist, allerdings ist hier keine bzw. eine minimale Relativbewegung zwischen Lagerbüchse und Lagerabschnitt möglich, da die Lagerbüchse mit Hilfe eines Fixierelements gegen Verdrehung und axiale Verschiebung in dem Lagerabschnitt gesichert ist. Eine minimale axiale Bewegung der Lagerbüchse ist vorzusehen, so dass ein

Toleranzausgleich und ausreichende Schmierung des Lagers gesichert sind.

Aus der Offenlegungsschrift JP 2006-029148 A geht ein Abgasturbolader hervor, welcher einen Luftführungsabschnitt, einen Abgasführungsabschnitt sowie eine Welle aufweist, wobei die Welle als eine drehfeste Verbindung zwischen einem in einem ersten Aufnahmeraum des Luftführungsabschnitts positionierten ersten Laufrad und einem in einem zweiten Aufnahmeraum des Abgasführungsabschnitts positionierten zweiten Laufrad ausgebildet ist.

Die Welle ist in einem Lagerabschnitt drehbar gelagert, wobei der Lagerabschnitt zwischen dem Luftführungsabschnitt und dem Abgasführungsabschnitt angeordnet ist. Der Lagerabschnitt weist eine Lagervorrichtung mit mindestens einer Lagerbüchse auf. Die Welle ist innerhalb der Lagerbüchse rotierbar gelagert. Die Lagerbüchse ist mit Hilfe eines Fixierelements im Lagerabschnitt fixiert, so dass eine Relativbewegung, d. h. eine rotatorische Bewegung sowie eine übermäßige Längsbewegung, zwischen der Lagerbüchse und dem Lagerabschnitt vermieden wird.

Die europäische Patentschrift EP 2 131 053 B1 offenbart einen Lagerabschnitt mit einem mehrteiligen Fixierelement zur Fixierung der Lagerbüchse. Das Fixierelement besteht aus einem Sicherungsabschnitt und einem Positionierungsabschnitt, wobei nach Montage des Fixierungselementes und Fixierung der Lagerbüchse mit Hilfe des Sicherungsabschnitts der Positionierungsabschnitt entfernt wird durch Brechen einer Nase, welche einstückig mit dem Positionierungsabschnitt ausgebildet ist und in den Sicherungsabschnitt eingreift zur Positionierung des Fixierelementes.

Da das so genannte„semi-floating“ - Lager, auch als halbschwimmendes Lager bezeichnet, bewegbar, wenn auch nur minimal bewegbar im Lagerabschnitt angeordnet ist, besteht die Notwendigkeit diese minimalen Bewegungen der Lagerbüchse zu dämpfen. Dies geschieht durch Herbeiführung eines Schmiermittelfilms zwischen der Lagerbüchse und dem Lagerabschnitt.

Zur Vermeidung eines aufwendigen Schmiermittelkanalsystems, welches der

Versorgung der Lagerbüchse mit Schmiermittel sowohl in ihrem Inneren als auch über ihrem Umfang dient, und welches zu hohen Fertigungskosten des Lagerabschnitts führt, ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Lagerabschnitt für einen Abgasturbolader bereitzustellen, welcher auf einfache Weise die Versorgung der Lagerbüchse herbeiführend ausgebildet ist. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Angabe eines kostengünstigen Abgasturboladers. Diese Aufgabe wird durch einen Lagerabschnitt mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch einen Abgasturbolader mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben, wobei vorteilhafte Ausgestaltungen des Lagerabschnitts als vorteilhafte Ausgestaltungen des

Abgasturboladers - soweit anwendbar - und umgekehrt anzusehen sind.

Ein erfindungsgemäßer Lagerabschnitt für einen Abgasturbolader umfasst ein

Abschnittsgehäuse, in welchem eine Lagervorrichtung umfassend eine Lagerbüchse in einer Aufnahmeausnehmung des Abschnittsgehäuses angeordnet ist. In einem

Innenraum der Lagerbüchse ist eine Welle eines Laufzeugs des Abgasturboladers rotierbar aufgenommen. Ein Fixierelement ist zur Fixierung der Lagerbüchse im

Abschnittsgehäuse ausgebildet, wobei die Lagerbüchse in Form eines

halbschwimmenden Lagers ausgebildet ist. Das Fixierelement ist in einem Kanal eines Schmiermittelkanalsystems des Lagerabschnitts aufgenommen. Erfindungsgemäß dient das Fixierelement einer Schmiermittelversorgung einer Außenfläche der

Lagerbüchse, und wobei eine Schmiermittelversorgung des Innenraums der

Lagerbüchse unterbunden ist, wobei das Fixierelement zerstörungsfrei demontierbar ausgebildet ist.

Das Fixierelement ist zur Positionssicherung der Lagerbüchse und zur Übertragung axialer Kräfte auf das Abschnittsgehäuse ausgebildet. Da das Fixierelement neben einer Positionssicherung der Lagerbüchse sowohl in axialer Richtung als auch gegenüber einer Verdrehung im Gehäuseabschnitt zugleich zur Übertragung bzw.

Aufnahme der axialen Kräfte sowie zur Schmiermittelversorgung der Außenfläche der Lagerbüchse ausgebildet ist, ist der Vorteil einer kompakten Bauweise des

Lagerabschnitts gegeben. Des Weiteren ist ein wesentlicher Vorteil seine

zerstörungsfreie Demontierbarkeit, da es somit kostengünstig wieder verwendet werden kann. Somit ist eine Müll- und/oder Schrottrate, welche bei einer zerstörungsbehafteten Demontage gesteigert wird, reduziert bei gleichzeitiger Kostenersparnis, da kein neues Fixierelement benötigt wird, da das bislang eingesetzte Fixierelement weiter verwendet werden kann. An dieser Stelle sei erwähnt, dass diese Erfindung bewusst eine gleichzeitige

Versorgung der Außenfläche der Lagerhülse sowie eines Innenraums der Lagerhülse mit Hilfe des Fixierelementes vermeidet, da Schmiermittel, welches zuerst die

Außenfläche der Lagerhülse versorgt und anschließend deren Innenraum,

möglicherweise Partikel aufweist, welche zu einer Schädigung der Lagerhülse und/oder der im Innenraum aufgenommenen Welle führt. Des Weiteren wird mit diesem

Versorgungsweg der im Innenraum resultierende Schmiermitteldruck reduziert. Würde zuerst der Innenraum mit Schmiermittel und anschließend die Außenfläche versorgt werden, wäre die Folge vice versa.

In einer Ausgestaltung ist das Fixierelement mit Hilfe einer Kraftschlussverbindung mit dem Abschnittsgehäuse demontierbar, wobei eine Außenkontur und/oder eine im Inneren des Fixierelementes ausgebildete Wandung zur Herbeiführung der

Kraftschlussverbindung ausgebildet ist. Kraftschlussverbindungen können in Form von Reibschlussverbindungen ausgebildet werden, wobei die beteiligten Teile sowohl bei der Herbeiführung der Kraftschlussverbindung als auch beim Lösen der

Kraftschlussverbindung nicht beschädigt werden. So kann mit dieser Art der

Verbindung eine zerstörungsfreie Demontage des Fixierelementes herbeigeführt werden. Vorteilhaft ist die Außenkontur in Form eines Außengewindes ausgebildet, welches komplementär zu einem im Kanal ausgebildeten Innengewinde ausgebildet ist.

Bevorzugt ist das Fixierelement überwiegend zylindrisch ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass die aufzunehmenden bzw. die aufgenommenen Kräfte im Fixierelement über dessen Querschnittsfläche gleichmäßig verteilt aufgenommen werden können.

In einer weiteren Ausgestaltung weist das Fixierelement zumindest einen an seinem Umfang ausgebildeten Schmiermittelkanal auf, welcher sich entlang einer

Elementachse des Fixierelementes, welche in Richtung einer Längsachse des Kanals ausgebildet ist, erstreckt. Der Vorteil ist darin zu sehen, dass das Schmiermittel in Richtung seiner vom Kanal vorgegebenen Richtung weiter fließen kann. Üblicherweise ist der Kanal senkrecht zur Lagerbüchse ausgebildet, wodurch ein kürzester

Versorgungsweg und somit eine schnelle Schmiermittelversorgung ausgebildet sind. Damit zuverlässig kein Schmiermittel in den Innenraum der Lagerhülse gelangen kann, weist ein Abschnitt des Fixierelementes, welcher in Eingriff mit der Lagerbüchse steht, eine Höhe auf, die eine vollständige Bedeckung einer mit ihm in Eingriff stehenden Wandfläche der Lagerbüchse herbeiführt. Üblicherweise steht das Fixierelement mit der Lagerbüchse unter einem rechten Winkel in Eingriff. Das heißt, dass eine

Längsachse der Lagerbüchse zur Elementachse des Fixierelementes unter Ausbildung eines Winkels von 90° angeordnet ist. In diesem Fall würde es bedeuten, dass der Abschnitt eine Höhe von mindestens einer Wanddicke der Lagerbüchse aufweist.

Ebenso könnte es der Fall sein, dass der zwischen der Längsachse der Lagerbüchse und der Elementachse des Fixierelementes ausgebildete Winkel ungleich 90° ist. So muss der Abschnitt des Fixierelementes, welcher in Eingriff mit der Lagerbüchse steht größer als die Wanddicke sein, damit gesichert kein Schmiermittel in den Innenraum der Lagerbüchse gelangen kann. Somit muss der Abschnitt mindestens eine Höhe aufweisen, die zur vollständigen Bedeckung der ihn umgebenden Wandfläche der Lagerbüchse führt.

Zur zuverlässigen Schmiermittelversorgung erstreckt sich der Schmiermittelkanal ausgehend von seinem der Lagerbüchse abgewandt ausgebildeten Ende bis zu dem Abschnitt des Fixierelementes, welcher in Eingriff mit der Lagerbüchse steht. Somit ist eine gesicherte Befüllung des Schmiermittelkanals herbeigeführt.

In einer weiteren Ausgestaltung des Lagerabschnitts weist das Fixierelement entlang seiner Elementachse über seinem Umfang abschnittsweise elastische Bereiche auf. Der Vorteil ist, dass eine über den Umfang des Fixierelementes vollumfängliche Presspassung zwischen dem Fixierelement und dem Abschnittsgehäuse nicht notwendig ist, da durch die elastischen Bereiche ein fixierender Kontakt zwischen dem Fixierelement und dem Abschnittsgehäuse herbeigeführt wird. Dieser fixierende Kontakt dient einer Kräfteübertragung der an der Lagerbüchse angreifenden Kräfte.

In einer weiteren Ausgestaltung weist das Fixierelement zumindest eine sich entlang einer Elementachse erstreckende Kerbe auf. Der Vorteil ist die Möglichkeit der zerstörungsfreien Demontage des Fixierelementes, da die Kerbe nur einer elastischen und keiner plastischen Verformung unterliegt. Bei mehreren Kerben kann noch sichergestellt werden, dass eine zuverlässige Herbeiführung einer Fixierung mit Hilfe der Kerben ausgebildet werden kann.

Damit das Fixierelement einfach und sicher zur Montage und Demontage greifbar ist, weist es ein einen Formschluss herbeiführendes Aufnahmemittel auf. Dieses

Aufnahmemittel kann bspw. in Form eines mehreckig ausgebildeten Loches ausgeführt sein, in welches ein Werkzeug hineinragbar angeordnet ist und einen Formschluss mit dem Loch herbeiführen kann.

In einer weiteren Ausgestaltung weist das Fixierelement einen Stützring auf, welcher an einen im Kanal des Abschnittsgehäuses ausgebildeten Anschlag anschlagbar ausgebildet ist. Dies dient einer gesicherten und zuverlässigen Positionierung des Fixierelementes, damit es weder zu tief in die Lagerbüchse eingeführt werden kann noch dass ein nur geringer Eingriff des Fixierelementes in die Lagerbüchse ausgebildet ist.

Bevorzugt ist das Fixierelement aus einem metallischen Werkstoff ausgebildet, wodurch der Vorteil eines temperaturbeständigen Elementes gegeben ist. Alternativ kann das Fixierelement aus einem Kunststoff ausgebildet werden. Dies hat den Vorteil, dass es kostengünstig hergestellt werden kann. Bevorzugt sind temperatur- und schmiermittelbeständige Kunststoffe anzuwenden.

Mit Hilfe eines oder weiterer Mittel, die zur Vorzentrierung der Lagerhülse ausgebildet sind, insbesondere mit Hilfe eines in eine Durchtrittsöffnung der Lagerhülse

eingreifenden Stiftes kann zur verbesserten Montage des Fixierelementes die

Lagerhülse bereits vor Montage des Fixierelementes korrekt im Lagerabschnitt angeordnet werden.

Der zweite Aspekt der Erfindung betrifft einen Abgasturbolader, umfassend einen Luftführungsabschnitt, einen Abgasführungsabschnitt sowie einen Lagerabschnitt zum Lagern einer rotierbaren Welle eines Laufzeugs des Abgasturboladers, wobei erfindungsgemäß der Lagerabschnitt gemäß einem der Ansprüche 1 bis 1 1 ausgebildet ist. Somit ist ein funktionssicherer und kostengünstiger Abgasturbolader bereitgestellt, welcher sich insbesondere durch eine Schwingungs- und Vibrationsdämpfung der Lagerbüchse auszeichnet. Dadurch weist er des Weiteren eine erhöhte Lebensdauer auf, da der Verschleiß der Lagerbüchse wesentlich reduziert ist.

Insgesamt ist der erfindungsgemäße Lagerabschnitt deutlich kostenreduziert, da insbesondere die Anzahl von Verfahrensschritten zur Herstellung herabgesetzt ist. So entfällt, da das Fixierelement zwei Funktionen aufweist, die Ölversorgung der

Lagerbüchse sowie deren Fixierung, bspw. die Herstellung einer Aufnahmestelle für ein Fixierelement, welches ausschließlich die Funktion der Fixierung aufweist.

Ein weiterer ebenso wesentlicher Vorteil ist die Vermeidung eines neu auszubildenden Laufzeugs und/oder der Fügungsschritte desselben, so dass dieses wie bisher weiter genutzt und wie bekannt verbaut werden kann.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und

Merkmalskombinationen sowie nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einzigen Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es zeigen:

Fig. 1 in einem Längsschnittausschnitt einen erfindungsgemäßen Lagerabschnitt in einem ersten Ausführungsbeispiel,

Fig. 2 eine Detailansicht II des Lagerabschnitts gern. Fig. 1 ,

Fig. 3 in einem Längsschnitt ein Fixierelement des Lagerabschnitts gern. Fig. 1 ,

Fig. 4 in einer perspektivischen Darstellung das Fixierelement gern. Fig. 3, Fig. 5 in einem Längsschnittausschnitt den erfindungsgemäßen Lagerabschnitt in einem zweiten Ausführungsbeispiel,

Fig. 6 eine Detailansicht VI des Lagerabschnitts gern. Fig. 5,

Fig. 7 in einem Längsschnitt das Fixierelement des Lagerabschnitts gern. Fig. 5,

Fig. 8 in einer perspektivischen Darstellung das Fixierelement gern. Fig. 7,

Fig. 9 in einem Längsschnittausschnitt den erfindungsgemäßen Lagerabschnitt in einem dritten Ausführungsbeispiel,

Fig. 10 eine Detailansicht X des Lagerabschnitts gern. Fig. 9, und

Fig. 1 1 in einer perspektivischen Darstellung das Fixierelement des Lagerabschnitts gern. Fig. 9.

Ein erfindungsgemäßer Lagerabschnitt 1 eines erfindungsgemäßen Abgasturboladers 2 in einem ersten Ausführungsbeispiel ist gemäß der Fig. 1 ausgebildet. Der

Abgasturbolader 2 umfasst einen nicht näher dargestellten durchströmbaren

Luftführungsabschnitt, einen nicht näher dargestellten durchströmbaren

Abgasführungsabschnitt und den zwischen dem Luftführungsabschnitt und dem

Abgasführungsabschnitt positionierten Lagerabschnitt 1 , welcher ein

Abschnittsgehäuse 3 aufweist. Im Abschnittsgehäuse 3 ist eine Welle 4 drehbar gelagert, welche ein in einem nicht näher dargestellten ersten Aufnahmeraum des Abgasführungsabschnitts positioniertes erstes Laufrad 5 mit einem in einem nicht näher dargestellten zweiten Aufnahmeraum des Luftführungsabschnitts positionierten nicht näher dargestellten zweiten Laufrad drehfest verbindet. Beispielsweise erfolgt ein Betrieb des Abgasturboladers 2 mit Hilfe einer nicht näher dargestellten

Bre n n kraftm asch ine. Im Betrieb wird aus der Brennkraftmaschine ausgestoßenes Abgas durch nicht näher dargestellte Abgasleitungen geführt, wobei die Abgasleitungen einen nicht näher dargestellten Auslassbereich der Brennkraftmaschine mit einem nicht näher

dargestellten Eintrittsbereich des Abgasführungsabschnitts verbindend angeordnet sind.

Das Abgas wird über den Eintrittsbereich das erste Laufrad 5 anströmend geleitet, unter Herbeiführung einer Expansion des Abgases im Abgasführungsabschnitt, so dass das erste Laufrad 5 in eine Drehbewegung versetzt wird. Mit Hilfe der Welle 4 wird das zweite Laufrad ebenfalls in eine Drehbewegung versetzt, so dass Luft angesaugt und im Luftführungsabschnitt verdichtet wird. Die verdichtete Luft kann dann über nicht näher dargestellte Frischluftleitungen, welche einen nicht näher dargestellten

Austrittsbereich des Luftführungsabschnitts mit einem nicht näher dargestellten

Einlassbereich der Brennkraftmaschine verbindend angeordnet sind, der

Brennkraftmaschine zugeführt werden.

Der in Fig. 1 dargestellte erfindungsgemäße Lagerabschnitt 1 weist eine

Lagervorrichtung 6 im Abschnittsgehäuse 3 auf, welche eine hülsenartige Lagerbüchse 7 umfasst. Die Lagerbüchse 7 ist in dieser Ausführungsform gleichzeitig als Radiallager ausgebildet, wobei die Enden 8, 9 der Lagerbüchse 7 in Form eines Radiallagers ausgestaltet sind. Ebenso könnte die Lagerbüchse 7 auch zwischen zwei Radiallagern zur Sicherung einer axialen Position der Radiallager angeordnet sein. Die

Lagervorrichtung 6 ist in einer sich axial vollständig durch das Abschnittsgehäuse 3 erstreckenden Aufnahmeausnehmung 10 aufgenommen.

Die Lagerbüchse 7 ist hohlzylindrisch ausgebildet, wobei die Welle 4 in einem

Innenraum 1 1 der Lagerbüchse 7 rotierbar aufgenommen ist.

Eine Schmiermittelzufuhr zur Lagervorrichtung 6 erfolgt mit Hilfe eines

Schmiermittelkanalsystems 44 des Lagerabschnitts 1 , umfassend zumindest einen ersten Schmiermittelzufuhrkanal 12, einen zweiten Schmiermittelzufuhrkanal 13 sowie einen Schmiermittelversorgungskanal 14, von welchem die Zufuhrkanäle 12, 13 im Abschnittsgehäuse 3 abzweigend angeordnet sind. Zur Fixierung der Lagerbüchse 7 ist ein Fixierelement 15 ausgebildet. Mit Hilfe des Fixierelementes 15 wird sowohl eine rotatorische als auch eine in Richtung einer Längsachse 16 der Welle 4 und in radialer Richtung der Welle 4 orientierte Bewegung der Lagerbüchse 7 verhindert. Mit anderen Worten sichert das Fixierelement 15 die Lagerbüchse 7 gegen eine axiale Verschiebung und gegen eine Verdrehung im

Abschnittsgehäuse 3. Des Weiteren werden mit Hilfe des Fixierelementes 15 axiale Lagerkräfte und Reibmomente des in Form eines semi-floating Lagers ausgebildeten Lagers 6 auf das Abschnittsgehäuse 3 übertragen.

Das Fixierelement 15, welches überwiegend zylindrisch und stiftartig, eine

Elementachse 17 aufweisend ausgebildet ist, ist in einer Detailansicht II im eingebauten Zustand im ersten Schmiermittelzufuhrkanal 12 des erfindungsgemäßen

Lagerabschnitts 1 im ersten Ausführungsbeispiel, in einer Seitenansicht in Fig. 3 sowie in einer perspektivischen Darstellung in Fig. 4 detailliert illustriert.

Das Fixierelement 15 des Lagerabschnitts 1 im ersten Ausführungsbeispiel weist an seinem Außenumfang 18 eine Außenkontur 19 auf, die zumindest teilweise

komplementär zu einer Innenkontur 20 einer im Abschnittsgehäuse 3 ausgebildeten Aufnahmeöffnung 21 ausgeführt ist, wobei die Konturen 19, 20 zur zerstörungsfreien De- und Montage ausgebildet sind. In den vorliegenden ersten beiden

Ausführungsbeispielen ist die Außenkontur 19 in Form eines Gewindes ausgebildet, wobei komplementär hierzu die Innenkontur 20 ausgestaltet ist.

Der erste Schmiermittelzufuhrkanal 12 ist vom Schmiermittelversorgungskanal 14 abzweigend ausgebildet und wird von diesem mit Schmiermittel versorgt, das heißt mit anderen Worten, dass zur Schmiermittelversorgung der Lagervorrichtung 6 der erste Schmiermittelzufuhrkanal 12 von Schmiermittel durchströmt ist. Zur einfachen Montage des Fixierelementes 15 ist dieses im ersten Schmiermittelzufuhrkanal 12 angeordnet, welcher koaxial mit einer Durchströmachse 36 des Schmiermittelversorgungskanals 14 ausgebildet ist. Ebenso könnte er auch desachsiert zur Durchströmachse 36

angeordnet sein. Das heißt mit anderen Worten, dass die Aufnahmeöffnung 21 im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Teil des ersten Schmiermittelzufuhrkanals 12 ist. Damit mit Hilfe des Fixierelementes 15 eine Außenfläche 23 der Lagerbüchse 7 mit Schmiermittel versorgt wird, weist das Fixierelement 15 zur Realisierung einer

Schmiermittelweiterleitung an seinem Außenumfang 18 vier Schmiermittelkanäle 22 auf, welche sich in Richtung der Elementachse 17 erstrecken. Die Schmiermittelkanäle 22 sind nutartig ausgebildet. Die Anzahl der Schmiermittelkanäle 22 ist abhängig von einer Breite b und einer Tiefe t des Schmiermittelkanals 22, welche insgesamt zur Herbeiführung eines hinreichenden Schmiermittelstromes an einer Außenfläche 23 der Lagerbüchse 7 ausgebildet sein sollten.

Das Fixierelement 15 ist in drei Abschnitte einteilbar, einem ersten Abschnitt 24, welcher insbesondere der Fixierung und zerstörungsfreien Demontage und Montage dient, einem zweiten Abschnitt 25, welcher der Positionierung des Fixierelementes 15 in der Aufnahmeöffnung 21 dient, und einem dritten Abschnitt 26, welcher ebenfalls der der Halterung und Fixierung der Lagerbüchse 7 dient, unter Herbeiführung eines Formschlusses zwischen einer Öffnung 27 der Lagerbüchse 7 und dem Fixierelement 15. Der zweite Abschnitt 25 ist zur Kontaktaufnahme mit dem Abschnittsgehäuse 3 ausgebildet, wobei sich der Schmiermittelkanal 22 über ihn erstreckend ausgebildet ist, um eine Schmiermittelversorgung der Lagerbüchse 7 sicherzustellen.

Der erste Abschnitt 24 weist einen ersten Durchmesser D1 auf, welcher größer ist als ein zweiter Durchmesser D2 des zweiten Abschnitts 25. Dies ist erforderlich zur gesicherten und betriebsfesten Ausbildung einer kraftschlüssigen Verbindung zwischen dem Fixierelement 15 und dem Abschnittsgehäuse 3, damit insbesondere bei der Ausbildung der kraftschlüssigen Verbindung in Form eines Gewindes eine hinreichende Gewindetiefe erzielbar ist zur Realisierung eines bruchsicheren Gewindes. Des

Weiteren ist mit Hilfe des kleineren zweiten Durchmessers D2 ein den zweiten

Abschnitt 25 in radialer Richtung überragender Stützring 39 ausgebildet, der zur Begrenzung einer Eindringtiefe des Fixierelementes 15 bei dessen Montage ausgehend vom Schmiermittelversorgungskanal 14 dient. Der Stützring 39 ist aufgrund der ihn durchdringenden Schmiermittelkanäle 22 abschnittsweise ausgebildet. Der dritte Abschnitt 26 weist einen dritten Durchmesser D3 auf, welcher größer ist als der zweite Durchmesser D2 jedoch kleiner ist als der erste Durchmesser D1.

Der erste Abschnitt 24, welcher der Lagerbüchse 7 abgewandt im Lagerabschnitt 1 angeordnet ist, weist ein Aufnahmemittel 28 zur formschlüssigen Aufnahme eines Montierwerkzeuges auf. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Aufnahmemittel 28 als Hohlraum zur Herbeiführung eines Formschlusses mit einem Werkzeug in Form eines Außensechskantschlüssels bzw. eines so genannten Inbus-Schlüssels ausgestaltet.

Die Aufnahmeöffnung 21 ist zur Einführung des Fixierelementes 15 ausgebildet, wobei nach Installation des Fixierelementes 15 der erste Abschnitt 24 in einem ersten

Öffnungsabschnitt 29 und der zweite Abschnitt 25 in einem zweiten Öffnungsabschnitt 30 positioniert ist. Der erste Abschnitt 24 weist einen Anschlag 40 zum Anschlägen des Stützrings 39 auf.

Der dritte Abschnitt 26 ist in Richtung der Elementachse 17 betrachtet, überwiegend in der Öffnung 27 aufgenommen. Hierbei kann sich der dritte Abschnitt 26 durchaus zumindest teilweise im Innenraum 1 1 der Lagerbüchse 7 erstrecken. Ebenso kann er sich zumindest teilweise in eine in der Aufnahmeausnehmung 10 ausgebildete

Schmiermittelkammer 31 erstrecken. Dies ist abhängig von seiner Höhe h sowie einer Wanddicke w der Lagerbüchse 7. Die Position der Lagerbüchse 7 ist mit Hilfe einer Spielpassung zwischen dem dritten Abschnitt 26 und der Öffnung 27 gesichert.

Der erste Öffnungsabschnitt 29 ist weitestgehend komplementär zum ersten Abschnitt 24 ausgebildet, wobei in einem Endbereich des ersten Öffnungsabschnitts 29

Gewindefreischnitte 32 ausgebildet sind. Der zweite Öffnungsabschnitt 30 weist einen Durchmesser D auf, welcher dem dritten Durchmesser D3 entspricht, damit der dritte Abschnitt 26 hindurch steckbar ist.

Das Fixierelement 15 des Abgasturboladers 2 resp. des Lagerabschnitts 1 in einem zweiten Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom Fixierelement 15 des Abgasturboladers 2 des ersten Ausführungsbeispiels im Wesentlichen durch die Aufnahme eines Elementkopfes 33 am von der Lagerbüchse 7 abgewandt

ausgebildeten Ende des ersten Abschnitts 24, s. Fig. 5. In Fig. 6, einer Detailansicht VI, ist das Fixierelement 15 dieses Ausführungsbeispiels im eingebauten Zustand im ersten Schmiermittelzufuhrkanal 12, in einer Seitenansicht in Fig. 7 sowie in einer perspektivischen Darstellung in Fig. 8 detailliert illustriert.

Der Elementkopf 33 dient einer verbesserten Montage, da der Elementkopf 33 sicher greifbar ist, sowohl während der Montage als auch während der Demontage des Fixierelementes 15. Ein weiterer Vorteil des Elementkopfes 33 ist darin zu sehen, dass er in Form des Stützrings 39 als Anschlag des Fixierelementes 15 im Gehäuseabschnitt am Anschlag 40 anschlagen kann. Somit kann das Fixierelement 15 nicht versehentlich zu tief in den Innenraum 1 1 hineinragend montiert werden. Die Schmiermittelkanäle 22 erstrecken sich ausgehend vom dritten Abschnitt 26, in welchem sie nicht ausgebildet sind, damit das Schmiermittel nicht über das Fixierelement 15 in den Innenraum 1 1 gelangen kann, bis einschließlich in Richtung der Elementachse 17 durch den

Elementkopf 33, damit das Schmiermittel aus dem ersten Schmiermittelzufuhrkanal 12 über den Elementkopf 33 in die Schmiermittelkanäle 22 strömen kann.

In einem dritten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Lagerabschnitts 1 , resp. des erfindungsgemäßen Abgasturboladers 2 ist das Fixierelement 15 zur einfachen Montage und zur zerstörungsfreien Demontage in Form eines Kerbstiftes ausgebildet. Es weist entlang seiner Elementachse 17 über seinem Umfang abschnittsweise elastische Bereiche 34 auf. Der Begriff der elastischen Bereiche ist so zu verstehen, dass diese Bereiche zwar plastisch vorliegen, allerdings im Zusammenbau eine elastische Funktion aufweisen. Diese elastischen Bereiche 34 liegen im Bereich von Kerben 35, welche sich entlang der Elementachse 17 erstreckend ausgestaltet sind. Insgesamt weist das Fixierelement 15 dieses Ausführungsbeispiels drei Kerben 35 auf.

Zur Herbeiführung einer bevorzugten Elastizität weisen die elastischen Bereiche 34 in radialer Richtung einen sich in Richtung der Elementachse 17 verjüngenden

Querschnitt Q auf. Somit kann eine zerstörungsfreie Deformierung aufgrund einer überwiegend in Umfangsrichtung herbeigeführten Materialverschiebung realisiert werden.

Dieses Fixierelement 15 besitzt einen einzigen Durchmesser D, welcher dem

Durchmesser D3 entspricht. Somit ist es günstiger herzustellen als die beiden zuvor beschriebenen Fixierelemente 15 der ersten beiden Ausführungsbeispiele des

Abgasturboladers 2 bzw. des Lagerabschnitts 1.

Die Kerben 35 sind in den nutfreien Bereichen des Fixierelementes 15 ausgebildet, welche sich zwischen den nutartig ausgebildeten Schmiermittelkanälen 22 befinden.

Die Kerben 35 weisen eine Kerblänge L auf, welche kleiner ist als eine Gesamtlänge GL des Fixierelementes 15.

Eine gesicherte Verbindung zwischen dem Fixierelement 15 und dem

Abschnittsgehäuse 3 wird mit Hilfe der elastischen Bereiche 34 herbeigeführt, da in diesen Bereichen 34 der Durchmesser D des Fixierelementes 15 aufgrund der

Elastizität der Bereiche 34 veränderlich ausgebildet ist. Das bedeutet, dass in diesen elastischen Bereichen 34, in denen ein Kontakt mit dem Abschnittsgehäuse 3 hergestellt ist, die Kräfteaufnahme der axialen Kräfte und der Reibmomente erfolgt.

Das Fixierelement 15 dieses Ausführungsbeispiels ist zur zerstörungsfreien Demontage eine zentrale, sich entlang seiner Elementachse 17 erstreckende Einbuchtung 37 aufweisend ausgeführt, welche an ihrer Wandung 38 ein Gewindeprofil aufweisend ausgestaltet ist. In dieses Gewindeprofil ist ein Werkzeug, aufweisend ein

komplementär dazu ausgebildetes Außenprofil, schraubartig einführbar, damit das Fixierelement 15 gesichert durch eine Zugbelastung demontiert werden kann.

Das Fixierelement 15 ist in diesen Ausführungsbeispielen aus einem metallischen Werkstoff ausgebildet. Ebenso könnte es aus einem schmiermittelresistenten

Kunststoff hergestellt sein.

In Fig. 1 weist der erfindungsgemäße Lagerabschnitt 1 des Weiteren in einem die Lagerbüchse 7 aufnehmenden Gehäuseteil 41 eine Durchtrittsöffnung 42, in der ein Stift 43 angeordnet ist, welcher mit der Lagerbüchse 7 in Eingriff steht. Dieser Stift 43 dient einer Vorzentrierung der Lagerbüchse 7.

In den vorliegenden Ausführungsbeispielen sind die Öffnungen 27, 42 in Form einer Bohrung ausgebildet. Allerdings könnten sie auch von einer Bohrung abweichend hergestellt sein.

Claims

Patentansprüche

1. Lagerabschnitt für einen Abgasturbolader (2), umfassend ein Abschnittsgehäuse (3), in welchem eine Lagervorrichtung (6) umfassend eine Lagerbüchse (7) in einer Aufnahmeausnehmung (10) des Abschnittsgehäuses (3) angeordnet ist, wobei eine Welle (4) in einem Innenraum (1 1 ) der Lagerbüchse (7) rotierbar aufgenommen ist, und wobei ein Fixierelement (15) zur Fixierung der Lagerbüchse (7) im

Abschnittsgehäuse (3) ausgebildet ist, und wobei die Lagerbüchse (7) in Form eines halbschwimmenden Lagers ausgebildet ist, und wobei das Fixierelement (15) in einem Kanal (12; 14) eines Schmiermittelkanalsystems (44) des Lagerabschnitts (1 ) aufgenommen ist,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Fixierelement (15) einer Schmiermittelversorgung einer Außenfläche (23) der Lagerbüchse (7) dient, und wobei eine Schmiermittelversorgung des Innenraums (1 1 ) der Lagerbüchse (7) unterbunden ist, wobei das Fixierelement (15)

zerstörungsfrei demontierbar ausgebildet ist.

2. Lagerabschnitt nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Fixierelement (15) mit Hilfe einer Kraftschlussverbindung mit dem

Abschnittsgehäuse (3) demontierbar ist, wobei eine Außenkontur (19) und/oder eine im Inneren des Fixierelementes (15) ausgebildete Wandung (38) zur Flerbeiführung der Kraftschlussverbindung ausgebildet ist.

3. Lagerabschnitt nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, dass das Fixierelement (15) überwiegend zylindrisch ausgebildet ist.

4. Lagerabschnitt nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Fixierelement (15) zumindest einen an seinem Umfang ausgebildeten

Schmiermittelkanal (22) aufweist, welcher sich entlang einer Elementachse (17) des Fixierelementes (15), welche in Richtung einer Längsachse des Kanals (12; 14) ausgebildet ist, erstreckt.

5. Lagerabschnitt nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

ein Abschnitt (26) des Fixierelementes (15), welcher in Eingriff mit der Lagerbüchse (7) steht, eine Höhe (h) aufweist, die eine vollständige Bedeckung einer mit ihm in Eingriff stehenden Wandfläche der Lagerbüchse (7) herbeiführt.

6. Lagerabschnitt nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Schmiermittelkanal (22) sich ausgehend von seinem der Lagerbüchse (7) abgewandt ausgebildeten Ende bis zu dem Abschnitt (26) erstreckt.

7. Lagerabschnitt nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Fixierelement (15) zumindest eine sich entlang einer Elementachse (17) erstreckende Kerbe (35) aufweist.

8. Lagerabschnitt nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Fixierelement (15) ein einen Formschluss herbeiführendes Aufnahmemittel (28) aufweist.

9. Lagerabschnitt nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Fixierelement (15) einen Stützring (39) aufweist, welcher an einen in einer Aufnahmeöffnung (21 ) des Abschnittsgehäuses (3) ausgebildeten Anschlag (40) anschlagbar ausgebildet ist.

10. Lagerabschnitt nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Fixierelement (15) aus einem metallischen Werkstoff oder einem insbesondere schmiermittelbeständigen Kunststoff ausgebildet ist.

1 1. Lagerabschnitt nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

Mittel (42, 43) zur Vorzentrierung der Lagerhülse (7) ausgebildet sind.

12. Abgasturbolader, umfassend einen Luftführungsabschnitt, einen

Abgasführungsabschnitt sowie einen Lagerabschnitt zum Lagern einer rotierbaren Welle (4) eines Laufzeugs des Abgasturboladers (2),

dadurch gekennzeichnet, dass

der Lagerabschnitt (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 1 1 ausgebildet ist.