专利名称：用于对排气涡轮增压器中的轴承进行轴向固定的套筒元件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种根据权利要求1前序部分的用于轴向固定的套筒元件，以及一种根据权利要求4前序部分的用于发动机的排气涡轮增压器。
背景技术：
这类的套筒元件和排气涡轮增压器被充分已知并且由图1和图2示出。图1示出了用于发动机的排气涡轮增压器10，该排气涡轮增压器具有涡轮机壳体 /涡轮机体12、轴承壳体14和压缩机壳体16。在涡轮机壳体12中容纳有涡轮18，而在压缩机壳体16中容纳有压缩机叶轮20，该压缩机叶轮和涡轮通过轴22相互连接。轴22通过径向轴承套M和26支承在轴承壳体14中。径向轴承套M和沈在沿轴22的转动轴线 28的轴向方向上借助间隔套筒30固定。在此，径向轴承套M、26以及间隔套筒30可制成为转动的或者不转动的。间隔套筒30以与轴22共轴的方式设置在径向轴承套M与沈之间。图2中的与图1中元件相同的元件用相同的附图标记来标注。作为根据图1的排气涡轮增压器10的补充，在排气涡轮增压器10'中设有转速传感器32，该转速传感器可探测轴22的转速。在此，转速传感器32例如以感应方式或电容方式或磁性方式或光学方式或其它的方式来检测轴22上的标记、例如扁平部，从而检测排气涡轮增压器10的轴22的当前转速。如果将间隔套筒30'制成为不转动的，则能够同时使用对径向轴承套MJ6进行轴向固定的间隔套筒30'和转速传感器32，因为可转动地支承的间隔套筒的转速不必与轴22的转速相对应。另外，轴22的转速仅在能充分地、无阻碍地进入排气涡轮增压器10' 的轴承壳体14内以及间隔套筒30'中的开口足够大的情况下能够被检测。在已知的解决方案中，具有至少一个开口的这类间隔套筒30'与转速传感器相关的安装成本较高，这使得具有这类布置结构的涡轮增压器的成本增大。
发明内容
因此，本发明的目的在于，改进开头部分所述类型的套筒元件和排气涡轮增压器， 使得能够降低成本。所述目的通过具有权利要求1所述特点的、用于轴向固定的套筒元件以及通过具有权利要求4所述特点的、用于发动机的排气涡轮增压器而实现。本发明的以适当、有意义的方式改进的构造方案在从属权利要求中给出。(本发明涉及)一种用于对能转动的轴——尤其是排气涡轮增压器的轴——的至少一个轴承进行轴向固定的套筒元件，所述套筒元件在其周面(Mantelflaeche)上具有至少一个贯通开口，根据本发明的突出之处在于，所述至少一个贯通开口在所述套筒元件的径向方向上至少在局部具有基本锥形的形状。这意味着，至少一个贯通开口构造成近似漏斗形，亦即贯通开口在套筒元件的径向方向上在外侧的尺寸比在内侧的尺寸大。
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通过根据本发明的套筒元件，对于排气涡轮增压器实现了对转速检测装置的径向插入的简化，这是因为贯通开口的锥形构造在安装转速传感器时起插入辅助结构的作用。在对具有轴、转速检测装置和例如两个径向轴承的排气涡轮增压器进行组装时， 套筒元件在径向轴承之间插入到轴上并且完全被引入排气涡轮增压器的轴承壳体中。由于套筒元件的贯通开口的几何形状与转速检测装置的尺寸相协调，所以必须确保在排气涡轮增压器的轴承壳体中安装轴时套筒元件具有并且保持在正确位置中，以便安装转速检测装置。在根据现有技术的解决方案中，由于没有合适的接近方式，间隔套筒的随后对齐受限制地或仅能在耗费非常高的情况下被实现。通过根据本发明的套筒元件，由于对套筒元件与理想位置的偏离进行校正，确切地说通过径向安装转速检测装置使套筒元件的角位置自动转动到正确位置中，而使组装被极大地简化、因此降低了成本。转速检测装置被装入类似于漏斗的贯通开口中。通过锥形的设计方式，套筒元件自动地转动到正确位置中并且与转速检测装置相应地定向。因此，除了不再需要成本高的补充工作之外，还节省了时间并且重要的是节省安装成本。这也降低了具有本发明套筒组件的排气涡轮增压器的总成本。在这一点上需要说明的是，根据本发明的套筒元件也能非常好地用于对仅一个轴承进行轴向固定，例如用于相对于相应的轴承壳体的壁来支撑轴承。如果至少一个贯通开口在套筒元件的轴向方向上至少在局部具有基本锥形的形状，则带来如下优点因此在适配的组装顺序中，可通过轴向安装套筒元件而使该筒元件的角位置自动转动至正确位置中，从而对套筒元件与上述理想位置的偏离进行校正。在此，适配的组装顺序应理解为如下的组装过程其中首先使套筒元件预定位，随后安装转速检测装置，接着实现套筒元件的完全安装。因此，通过这种实施方式不仅实现了转速检测装置的安装而且实现了套筒元件本身的安装，由此进一步简化了组装以及因此进一步节省了组装时间，这使得降低了用于具有这种套筒元件的排气涡轮增压器的整体成本。在本发明的一特别有利的方面中，所述至少一个贯通开口在套筒元件的轴向方向上一直延伸至套筒元件的至少一个边缘，由此进一步降低组装成本，从而降低总成本。这意味着，套筒元件具有至少一个根据发明设计的、在至少一个轴向延伸方向上不闭合的贯通开口，由此能在安装间隔套筒之前安装转速检测装置。借助锥形的贯通开口间隔套筒能通过相对于转速检测装置的轴向移动而自动地转动至正确位置中。本发明的这种实施方式进一步减少了组装时间，因此进一步降低了组装成本，从而能进一步降低总成本。然而，借助套筒元件能另外实现对轴承的轴向固定，以优化对排气涡轮增压器的轴承的支承，这一点出于以下原因而是有用的排气涡轮增压器的轴在运行期间具有非常高的转速，为了最小化磨损以及失效可能性(Auswahlwahrscheinlichkeit)，其要求非常好的支承。在用于发动机的、具有转速检测装置和对排气涡轮增压器的轴的轴承进行轴向固定的套筒元件的排气涡轮增压器中，该套筒元件在其周面中具有至少一个贯通开口，转速检测装置通过该贯通开口穿过套筒元件，根据发明规定，所述至少一个贯通开口在套筒元件的径向方向上至少在局部具有基本锥形的形状。通过套筒元件的贯通开口的这种锥形的实施方式，可实现所有与根据本发明的套筒元件相关的、已描述的优点，也就是说通过避免补充工作/后续工作实现安装的简化和成本降低，这是因为在沿径向方向安装转速检测装置时实现套筒元件的近似自动的定向。
在排气涡轮增压器的一特别有利的实施方式中，其突出之处在于，所述至少一个贯通开口在套筒元件的轴向方向上至少在局部具有基本锥形的形状。由此，可将所有与根据本发明的套筒元件相关的、已描述的优点转移到排气涡轮增压器上，由此进一步简化了安装，从而实现排气涡轮增压器总成本的降低。类似地对于另一有利实施方式也是如此，在该另一有利实施方式中所述至少一个贯通开口在套筒元件的轴向方向上一直延伸至套筒元件的至少一个边缘。因此，套筒元件具有至少一个在套筒元件的至少一个轴向方向上不闭合的贯通开口，由此能在安装套筒元件之前安装转速检测装置。套筒元件能借助贯通开口通过沿轴向移动经过转速检测装置而简单地转动到正确位置中，从而毫无困难地对根据本发明的排气涡轮增压器的轴的转速进行检测，由此能够切实有效地实现对排气涡轮增压器的调节，以与相应发动机的工作点/ 工况实时地(zeitnahen)适配。通过这种切实有效的适配能力，能明显降低发动机的燃料消耗、进而降低(X)2排放。如果套筒元件借助转速检测装置通过所述至少一个贯通开口而被固定，则这种设计方案非常有利的是，由此放弃了额外的固定元件或固定措施，这由于进一步降低了安装耗费而降低了排气涡轮增压器的总成本。在此，借助转速检测装置对套筒元件的固定尤其是涉及转动固定。为此，使套筒元件的贯通开口的几何结构与转速检测装置的尺寸具有合适的关系。这意味着，贯通开口的廓形或形状与转速检测装置的相应的外廓形或外形—— 特别是以阴模的方式(matrizenartig)——相适配。在根据本发明的排气涡轮增压器的又一方面中，套筒元件布置在轴的两个轴承、 尤其是径向轴承之间。由此，为根据本发明的贯通开口给出比较大的区域，从而明显提高转速检测装置的构造和空间布置的灵活性。由此解决了封装问题，这尤其在结构空间很重要的区域、如其中通常安装有根据本发明的排气涡轮增压器的发动机室中具有很大的优势。
由以下对三个优选实施例的描述以及附图给出本发明的其它的优点、特征和细节。在不脱离本发明的范围的情况下，上文提及的特征和特征组合以及在下文对附图的描述中提及的和/或附图中单独示出的特征和特征组合，不仅能以相应的已给出的组合方式应用，而且能以其它的组合方式应用或被单独地应用。附图中示出图1是一根据现有技术的、用于发动机的排气涡轮增压器的纵剖视图，该排气涡轮增压器具有用于对两个径向轴承套进行轴向固定的套筒元件；图2是一根据现有技术的、用于发动机的排气涡轮增压器的纵剖视图，该排气涡轮增压器具有转速检测装置和用于对两个径向轴承套进行轴向固定的套筒元件，所述套筒元件具有贯通开口；图3是一用于对可转动轴的至少一个轴承进行轴向固定的套筒元件的透视图、俯视图和剖视图，该套筒元件在其周面上具有贯通开口，该贯通开口在径向方向上构造为锥形；图4是一用于对可转动轴的至少一个轴承进行轴向固定的套筒元件的透视图和俯视图，该套筒元件在其周面上具有贯通开口，该贯通开口不仅在该套筒元件的径向方向上而且在轴向方向上具有锥形形状；以及图5是一用于对可转动轴的至少一个轴承进行轴向固定的套筒元件的透视图和俯视图，该套筒元件在其周面上具有贯通开口，该贯通开口不仅在径向方向上而且在轴向方向上形成为锥形并且延伸至套筒元件的边缘。
具体实施例方式图1和图2示出现有技术中的、具有一用于轴向固定两个径向轴承套的套筒元件的排气涡轮增压器，而图3至图5示出用于简化排气涡轮增压器的转速检测装置的安装的这种套筒元件的可选实施方式。图3示出具有空心柱形形状的套筒元件40。在此，套筒元件40用于对可转动轴、 尤其是排气涡轮增压器的轴的至少一个轴承进行轴向固定。通常该套筒元件用于沿轴向固定可转动轴的两个轴承，也就是说套筒元件40通过一个端侧42支撑、进而沿轴向固定一个轴承并且通过另一端侧44支撑、进而沿轴向固定另一轴承。套筒元件40在其周面46上具有贯通开口 48，该贯通开口在俯视图中基本具有长孔/长槽的形状。贯通开口 48用于使得用于测量排气涡轮增压器的轴的转速的转速检测装置能穿过套筒元件40。为了简化转速检测装置由套筒元件40的径向方向的安装，贯通开口 48在径向方向上具有锥形的形状。这意味着，界定贯通开口 48的壁50和52在径向方向上各自与套筒元件40的横轴线M形成一角α/2。因此，实现了对转速检测装置的插入的辅助，由此在安装时套筒元件40自动地转动到正确的角位置中。图4示出了用于代替根据图3的套筒元件40的套筒元件40 ‘的一实施方式，其中套筒元件40'在其周面46'上同样具有贯通开口 48'。套筒元件40'借助其端侧42'和端侧44'各支撑一轴承，由此套筒元件40'也可用于对轴的轴承进行轴向固定。如图4所示，贯通开口 48'与根据图3的贯通开口 48—样在径向方向上具有锥形的走向。此外，在轴向方向上贯通开口 48'沿着套筒元件40'的纵向轴线56在局部具有锥形走向。该(局部)区域通过附图标记58来标注。图5示出了用于代替上述附图中示出的套筒元件的另一套筒元件40"的实施方式，该套筒元件40"同样能用于借助其端侧42"和44"沿轴向固定两个轴承。套筒元件40〃在其周面46〃上也具有贯通开口 48〃，该贯通开口构造成在套筒元件的径向方向上为锥形。在轴向方向上贯通开口 48"沿着套筒元件40"的纵向轴线 56'也在局部具有锥形走向，该(局部)区域通过附图标记58'来标注。如图5所示，贯通开口 48〃延伸至套筒元件40〃的边缘60，由此贯通开口 48〃在轴向方向上不闭合。由此，涡轮增压器——其中套筒元件40"用于对轴的轴承进行轴向固定一一的轴的转速检测装置可在安装套筒元件40"之前便被装入排气涡轮增压器中。通过贯通开口 48"的锥形的实施方式，套筒元件40"通过相对于转速检测装置的轴向移动自动地转动到该套筒元件的正确位置中，从而能够毫无困难地检测排气涡轮增压器的轴的转速。如图5中进一步所示地，贯通开口 48〃在边缘60的区域中具有倒圆角的区域62 至64，由此在轴向方向上也实现了对转速检测装置的安装的插入辅助，这进一步简化了安装、从而降低了安装成本。
权利要求
1.一种用于对能转动的轴02)——尤其是排气涡轮增压器(10、10')的轴02)—— 的至少一个轴承04、26)进行轴向固定的套筒元件(30、30' ,40,40'、40〃)，所述套筒元件在其周面G6、46'、46〃)上具有至少一个贯通开口 G8、48'、48〃)，其特征在于，所述至少一个贯通开口 08、48'、48〃)在所述套筒元件(30、30' ,40,40'、40〃)的径向方向上至少在局部具有基本锥形的形状。
2.根据权利要求1所述的套筒元件(30、30',40,40'、40〃)，其特征在于，所述至少一个贯通开口 G8、48'、48〃)在所述套筒元件(30、30' ,40,40'、40〃)的轴向方向上至少在局部具有基本锥形的形状。
3.根据权利要求1或2所述的套筒元件(30、30',40,40'、40〃)，其特征在于，所述至少一个贯通开口 G8、48'、48〃 )在所述套筒元件(30、30' ,40,40'、40〃 )的轴向方向上一直延伸至所述套筒元件(30、30' ,40,40'、40〃)的至少一个边缘(60)。
4.一种用于发动机的排气涡轮增压器(10、10')，所述排气涡轮增压器具有转速检测装置(32)和用于对所述排气涡轮增压器(10、10')的轴02)的至少一个轴承(M、26)进行轴向固定的套筒元件(30、30' ,40,40'、40〃)，其中所述套筒元件(30、30‘ ,40,40'、 40〃)在其周面G6、46、46〃)上具有至少一个贯通开口 G8、48'、48〃)，所述转速检测装置通过所述贯通开口穿过所述套筒元件(30、30' ,40,40'、40〃)，其特征在于，所述至少一个贯通开口 08、48'、48〃)在所述套筒元件(30、30' ,40,40'、40〃)的径向方向上至少在局部具有基本锥形的形状。
5.根据权利要求4所述的排气涡轮增压器(10、10')，其特征在于，所述至少一个贯通开口 G8、48'、48〃)在所述套筒元件(30、30' ,40,40'、40〃)的轴向方向上至少在局部具有基本锥形的形状。
6.根据权利要求4或5所述的排气涡轮增压器(10、10')，其特征在于，所述至少一个贯通开口 08、48'、48〃)在所述套筒元件(30、30' ,40,40'、40〃)的轴向方向上一直延伸至所述套筒元件(30、30' ,40,40'、40")的至少一个边缘(60)。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的排气涡轮增压器(10、10')，其特征在于，所述套筒元件(30、30' ,40,40'、40〃)借助所述转速检测装置(32)通过所述至少一个贯通开口 (48,48'、48〃 )而被固定。
8.根据权利要求4至7中任一项所述的排气涡轮增压器(10、10')，其特征在于，所述套筒元件(30、30' ,40,40'、40〃)布置在所述轴0 的两个轴承04 J6)、尤其是径向轴承(24,26)之间。
全文摘要
本发明涉及一种用于对能转动的轴(22)——尤其是排气涡轮增压器(10、10′)的轴(22)——的至少一个轴承(24、26)进行轴向固定的套筒元件(30、30′、40、40′、40″)，所述套筒元件在其周面(46、46′、46″)上具有至少一个贯通开口(48、48′、48″)，其中所述至少一个贯通开口(48、48′、48″)在所述套筒元件(30、30′、40、40′、40″)的径向方向上至少在局部具有基本锥形的形状；以及涉及一种用于发动机的排气涡轮增压器(10、10′)，所述排气涡轮增压器具有转速检测装置(32)和用于对所述排气涡轮增压器(10、10′)的轴(22)的至少一个轴承(24、26)进行轴向固定的套筒元件(30、30′、40、40′、40″)，其中所述套筒元件(30、30′、40、40′、40″)在其周面(46、46′、46″)上具有至少一个贯通开口(48、48′、48″)，所述转速检测装置通过所述贯通开口插入所述套筒元件(30、30′、40、40′、40″)中，其中所述至少一个贯通开口(48、48′、48″)在所述套筒元件(30、30′、40、40′、40″)的径向方向上至少在局部具有基本锥形的形状。
文档编号F04D29/056GK102369357SQ201080015547
公开日2012年3月7日 申请日期2010年3月31日 优先权日2009年4月7日
发明者G·赫特韦克, J·佐伊费特 申请人:戴姆勒股份公司