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Die Erfindung betrifft eine Abdichtanordnung einer Welle an einem Gehäuseelement eines Abgasturboladers gemäß dem Oberbegriff vom Patentanspruch 1.
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Derartige Abdichtanordnungen von Wellen an Gehäuseelementen von Abgasturboladern sind aus dem allgemeinen Stand der Technik und insbesondere aus dem Serienfahrzeugbau bereits hinlänglich bekannt. Ein solcher Abgasturbolader kommt üblicherweise bei einer Verbrennungskraftmaschine zum Einsatz, sodass die Verbrennungskraftmaschine mittels des Abgasturboladers mit verdichteter Luft versorgt werden kann.
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Der Abgasturbolader umfasst üblicherweise einen sogenannten Rotor, welcher die zuvor genannte Welle und wenigstens ein Laufrad umfasst. Das Laufrad ist drehfest mit der Welle verbunden. Die Welle ist üblicherweise an dem Gehäuseelement um eine Drehachse relativ zu dem Gehäuseelement drehbar gelagert, sodass der Rotor über die Welle drehbar an dem Gehäuseelement gelagert ist. Bei der Abdichtanordnung sind wenigstens zwei in axialer Richtung der Welle aufeinanderfolgende beziehungsweise hintereinander angeordnete Dichtringe vorgesehen, mittels welchen die um die Drehachse relativ zu dem Gehäuseelement drehbare Welle gegen das Gehäuseelement abgedichtet ist. Bei dem Gehäuseelement handelt es sich üblicherweise um ein sogenanntes Lagergehäuse des Abgasturboladers, wobei die Welle, insbesondere über wenigstens ein Lagerelement drehbar, an dem Lagergehäuse gelagert und durch die Dichtringe gegen das Lagergehäuse abgedichtet ist.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Abdichtanordnung der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass der Verschleiß der Abdichtanordnung besonders gering gehalten werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch eine Abdichtanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Um eine Abdichtanordnung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass der Verschleiß der Abdichtanordnung besonders gering gehalten werden kann, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass in axialer Richtung zwischen den Dichtringen wenigstens ein Distanzring angeordnet ist. Durch den Einsatz des Distanzrings, welcher in axialer Richtung zwischen den Dichtringen angeordnet ist, kann der Verschleiß der Dichtringe begrenzt und somit besonders gering gehalten werden, woraus eine besonders hohe Lebensdauer des Abgasturboladers insgesamt resultiert. Im Vergleich zu herkömmlichen Abdichtanordnungen, bei welcher kein in axialer Richtung zwischen den Dichtringen angeordneter Distanzring vorgesehen ist, kann die Dauerhaltbarkeit des Abgasturboladers gesteigert werden. Mittels des Distanzrings ist es insbesondere möglich, den Verschleiß zumindest eines der Distanzringe auf ein festgelegtes Maß zu begrenzen, sodass ein übermäßiger Verschleiß vermieden werden kann.
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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 die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren 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.
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Die Zeichnung zeigt in:
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1 eine schematische Längsschnittansicht eines Abgasturboladers für eine Verbrennungskraftmaschine, mit einer Abdichtanordnung einer Welle an einem Gehäuseelement des Abgasturboladers, wobei wenigstens zwei in axialer Richtung der Welle aufeinanderfolgende Dichtringe und wenigstens ein in axialer Richtung zwischen den Dichtringen angeordneter Distanzring vorgesehen sind; und
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2 ausschnittsweise eine schematische Längsschnittansicht des Abgasturboladers in 1 mit B bezeichneten Bereich.
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In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt in einer schematischen Längsschnittansicht einen Abgasturbolader für eine Verbrennungskraftmaschine zum Antreiben eines Kraftwagens, insbesondere eines Nutzkraftwagens. Die Verbrennungskraftmaschine ist beispielsweise als Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine ausgebildet und umfasst wenigstens einen Brennraum insbesondere in Form eines Zylinders. Während eines gefeuerten Betriebs der Verbrennungskraftmaschine werden dem Zylinder Kraftstoff und Luft zugeführt, sodass in den Zylindern ein Kraftstoff-Luft-Gemisch entsteht. Dieses Kraftstoff-Luft-Gemisch wird verbrannt, woraus Abgas der Verbrennungskraftmaschine resultiert.
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Der Abgasturbolader wird dabei genutzt, um die dem Brennraum zuzuführende Luft zu verdichten, sodass ein effizienter Betrieb der Verbrennungskraftmaschine realisierbar ist. Hierzu umfasst der Abgasturbolader eine Turbine, welche ein von dem Abgas anströmbares und dadurch antreibbares Turbinenrad 10 aufweist. Das Turbinenrad 10 ist Bestandteil eines im Ganzen mit 12 bezeichneten Rotors, welcher das Turbinenrad 10 und eine Welle 14 des Abgasturboladers umfasst. Das Turbinenrad 10 ist drehfest mit der Welle 14 verbunden, sodass die Welle 14 von dem Turbinenrad 10 antreibbar ist. Der Rotor 12 umfasst ferner ein Verdichterrad 16, welches Bestandteil eines Verdichters des Abgasturboladers ist. Das Verdichterrad 16 ist ebenfalls drehfest mit der Welle 14 verbunden, sodass das Verdichterrad 16 über die Welle 14 von dem Turbinenrad 10 antreibbar ist. Durch dieses Antreiben des Verdichterrads 16 wird die dem Zylinder zuzuführende Luft verdichtet, sodass im Abgas enthaltene Energie zum Verdichten der Luft genutzt wird.
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Der Abgasturbolader umfasst ferner ein Gehäuseelement vorliegend in Form eines Lagergehäuses 18. Der Rotor 12 ist dabei über die Welle 14 an dem Lagergehäuse 18 um eine Drehachse 20 relativ zu dem Lagergehäuse 18 drehbar gelagert, sodass die Welle 14 an dem Lagergehäuse 18 gelagert und dabei um die Drehachse 20 relativ zu dem Lagergehäuse 18 drehbar ist.
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Zur Realisierung einer reibungsarmen Lagerung des Rotors 12 an dem Lagergehäuse 18 ist eine Lagereinrichtung 22 vorgesehen, über welche die Welle 14 und somit der Rotor 12 insgesamt drehbar an dem Lagergehäuse 18 gelagert sind. Dabei umfasst die Lagereinrichtung 22 beispielsweise Lagerelemente insbesondere in Form von Wälzlagern, über welche die Welle 14 und somit der Rotor 12 insgesamt drehbar an dem Lagergehäuse 18 gelagert sind.
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Der Abgasturbolader weist dabei eine im Ganzen mit 24 bezeichnete Abdichtanordnung der Welle 14 an dem Lagergehäuse 18 auf, bei welcher – wie besonders gut aus 2 erkennbar ist – wenigstens zwei in axialer Richtung der Welle 14 aufeinanderfolgende beziehungsweise hintereinander angeordnete Dichtringe 26 und 28 vorgesehen sind. Die axiale Richtung der Welle 14 und somit des Rotors 12 insgesamt ist in 1 und 2 durch einen Doppelpfeil 30 veranschaulicht. Aus 2 ist erkennbar, dass die Welle 14 mittels der Dichtringe 26 und 28 gegen das Lagergehäuse 18 abgedichtet ist. Die Welle 14 weist dabei eine erste Aufnahme in Form einer ersten Nut 32 auf, in welcher der Dichtring 26 teilweise angeordnet ist. Ferner weist die Welle 14 eine zweite Aufnahme in Form einer zweiten Nut 34 auf, in welcher der Dichtring 28 teilweise aufgenommen ist. Die in den Nuten 32 und 34 angeordneten Dichtringe 26 und 28 ragen in radialer Richtung teilweise aus den Nuten 32 und 34 heraus, sodass die Dichtringe 26 und 28 in radialer Richtung nach außen an dem Lagergehäuse 18 abstützbar beziehungsweise abgestützt sind. Dadurch ist die Welle 14 mittels der Dichtringe 26 und 28 gegen das Lagergehäuse 18 abgedichtet.
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Um nun den Verschleiß der Abdichtanordnung 24 besonders gering zu halten, umfasst die Abdichtanordnung 24 wenigstens einen aus 2 erkennbaren Distanzring 36, welcher in axialer Richtung der Welle 14 zwischen den Dichtringen 26 und 28 angeordnet ist. Dabei kann vorgesehen sein, dass der Distanzring 36 in radialer Richtung nach außen an dem Lagergehäuse 18 abgestützt ist. Dabei ist es alternativ oder zusätzlich denkbar, dass die Dichtringe 26 und 28 über den Distanzring 36 in einem gegenseitigen Abstand gehalten sind. Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn der Distanzring 36 in axialer Richtung relativ zu der Welle 14 und/oder relativ zu den Dichtringen 26 und 28 bewegbar ist, sodass der Distanzring 36 als axial beweglicher Distanzring ausgebildet ist.
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2 zeigt den Abgasturbolader in einem in 1 mit B bezeichneten Bereich. Aus einer Zusammenschau von 1 und 2 ist erkennbar, dass der Dichtring 28 ein turbinenseitiger Dichtring ist, da er in axialer Richtung näher an der Turbine beziehungsweise an dem Turbinenrad 10 angeordnet ist als der Dichtring 26. Somit ist der Dichtring 26 ein dem Lagergehäuse 18 zugewandter Dichtring, während der Dichtring 28 ein der Turbine beziehungsweise des Turbinenrads zugewandter Dichtring ist. Durch den Einsatz des Distanzrings 36 ist es möglich, den Verschleiß des Dichtrings 28, welcher der Turbine zugewandt ist, auf ein festgelegtes Maß zu begrenzen und somit besonders gering zu halten.
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Für den Dichtring 26, der dem Lagergehäuse 18 zugewandt ist, ist beispielsweise eine den Verschleiß des Dichtrings 26 begrenzende Gehäusestufe 38 vorgesehen. Die Gehäusestufe 38 ist eine Stufe des Lagergehäuses 18, wobei mittels dieser Stufe der Verschleiß des Dichtrings 26 besonders gering gehalten werden kann. Durch die Gehäusestufe 38 ist eine Durchmesserstufe im Lagergehäuse 18 geschaffen. Dabei wird der Verschleiß des inneren Dichtrings 26 durch die Durchmesserstufe im Lagergehäuse 18 auf ein festgelegtes Maß begrenzt. Durch den Einsatz des Distanzrings 36 kann insbesondere der Verschleiß des Dichtrings 28 begrenzt werden, sodass ein übermäßiger Verschleiß und beispielsweise ein Bruch des Dichtrings 28 vermieden werden kann.
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Die Gehäusestufe 38 umfasst beispielsweise eine Ausnehmung 40 des Lagergehäuses 18, wobei die Ausnehmung 40 beispielsweise durch einen Freistich gebildet ist. Dabei weist beispielsweise der Dichtring 26 eine in radialer Richtung nach außen an dem Lagergehäuse 18 abgestützten ersten Teilbereich und einen sich in axialer Richtung an den ersten Teilbereich anschließenden und auf einer dem Distanzring 36 abgewandten Seite angeordneten, zweiten Teilbereich auf, welcher in radialer Richtung nach außen von der Ausnehmung 40 überdeckt ist, wodurch das Lagergehäuse 18 mittels der Ausnehmung 40 in radialer Richtung nach außen gegenüber dem zweiten Teilbereich zurückversetzt ist. Dies bedeutet, dass beispielsweise der zweite Teilbereich das Lagergehäuse 18 nicht berührt, da der zweite Teilbereich in radialer Richtung nach außen von der Ausnehmung 40 überdeckt ist. Dadurch kann der Verschleiß des Dichtrings 26 besonders gering gehalten werden. Insgesamt ist es somit möglich, den Verschleiß der Abdichtanordnung 24 insgesamt besonders gering zu halten, woraus eine hohe Dauerhaltbarkeit und eine hohe Lebensdauer des Abgasturboladers resultieren.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Turbinenrad
- 12
- Rotor
- 14
- Welle
- 16
- Verdichterrad
- 18
- Lagergehäuse
- 20
- Drehachse
- 22
- Lagereinrichtung
- 24
- Abdichtanordnung
- 26
- Dichtring
- 28
- Dichtring
- 30
- Doppelpfeil
- 32
- Nut
- 34
- Nut
- 36
- Distanzring
- 38
- Gehäusestufe
- 40
- Ausnehmung
- B
- Bereich