CH201075A - Abgasturbogebläse. - Google Patents

Description

      Abgasturbogebläse.       Die Erfindung betrifft ein Abgasturbo  gebläse, wie es zum Beispiel bei     Brennkraft-          maschinen    zur Erzeugung der Spül- und  Ladeluft Verwendung findet. Es ist das Be  streben, bei allen solchen     Abgasturbogeblä-          sen    zur Verringerung des Preises und des  Gewichtes mit einem einstufigen Gebläse  und einer einstufigen Turbine auszukommen  und es so zu bauen, dass es möglichst wenig  Platz beansprucht.

   Dieser Forderung trägt  man am besten dadurch Rechnung, dass man  das Turbinenrad fliegend anordnet, da eine  fliegend angeordnete Turbinenscheibe ausser  dem noch sehr günstige Verhältnisse für die       Abströmung    der Abgase von der Turbine  bietet. Um einen     gänstigen    Wirkungsgrad  zu erzielen, müssen die     Abgasturbogebläse     mit sehr hohen Drehzahlen laufen. Ganz be  sondere Beachtung verdient daher die La  gerung der Welle. Bei den hohen Drehzahlen  treten ganz beachtliche Kreiselmomente auf,  die eine Erniedrigung der kritischen Dreh-    zahl bedingen.

   Da     Abgasturbogebläse    mit  veränderlicher Drehzahl laufen, weil sich je  nach der Belastung der     Brennkraftmaschine     das in der Abgasturbine zu verarbeitende  Gefälle in weiten Grenzen ändert, ist ferner  darauf zu achten, dass das Durchfahren einer  kritischen Drehzahl während des Betriebes  vermieden wird. Um eine möglichst hohe  Lage der kritischen Drehzahl zu erhalten,  sollen die     blassen    klein und die Welle mög  lichst steif sein. Die Abmessungen und da  mit die Masse der drehenden Teile sind be  stimmt durch die verarbeiteten Luft-     bezw.     Gasgewichte und durch die Rücksicht auf  die Festigkeit der Scheiben. Bei den üb  lichen Bauarten ist man auch bei der Be  messung der Welle an enge Grenzen ge  bunden.

   Eine Verstärkung der Welle be  dingt eine Vergrösserung der Lager. Je grö  sser aber die Lager sind, desto grösser werden  die Schwierigkeiten.  



  Zur Behebung dieser Übelstände ist er-           findungsgemäss    die Turbinenwelle hohl aus  gebildet, und die Lager sind im Innern der  Welle auf einer in ihre Höhlung hinein  ragenden, feststehenden Achse angeordnet.  Man kann durch diese     Massnahme    die Welle  beliebig steif ausführen und anderseits die  Lager so klein halten, wie es die Belastungs  möglichkeit zulässt. Durch diese Anordnung  ist es möglich, die niedrigste kritische Dreh  zahl auf ein Vielfaches der Höchstdrehzahl  zu legen.  



  In der Zeichnung ist ein Ausführungs  beispiel eines     Abgasturbogebläses    nach der  Erfindung in einem teilweisen Längsschnitt  dargestellt.  



  Im     Gebläsegehäuse    1 ist mit ihrem     kege-          Ligen    Ende 2 die feststehende Achse 3 be  festigt. Auf der Achse 3 ist mittels der  Kugellager 4, 5 die hohle Welle 6 der Tur  binenscheibe 7 gelagert.     Auf    der Welle 6  ist ferner das     Gebläserad    20 befestigt. Der  Innenring der Kugellager sitzt auf der fest  stehenden Achse 3, während sich der Aussen  ring mit der Turbinenwelle 6 dreht. Die  Turbinenwelle 6 ist also eine zweimal ge  lagerte Welle mit zwei Lasten. Während  die eine Last, nämlich das Turbinenrad  freifliegend angeordnet ist, ist das zweite  Lager 5 unter der zweiten Last, dem     Ge-          bläserad    20, angeordnet.

   Auf diese Weise  wird dieses zweite Lager 5 von radialen Be  anspruchungen entlastet. Ferner ist das zweite  Lager 5, da es am weitesten vom beissen  Turbinenrad 7 entfernt ist, als Festlager aus  geführt, während das Lager 4 eine Wärme  ausdehnung der Welle gestattet. Bei dieser  Anordnung lassen sich auch sehr günstige  Kühlbedingungen schaffen. Die feststehende       Achee    3 ist zur Durchleitung einer Kühl  flüssigkeit mit Hohlräumen 9, 10 versehen,  so dass die Innenringe der     Kugellager    kühl  gehalten werden können. Die Kühlflüssigkeit  fliesst durch die Leitung 8 dem Hohlraum 9  zu und vom Hohlraum 10 durch die     Leitung     11 wieder ab.

   Durch     Anordnung    zweier oder  mehrerer Scheiben 12, 13 in der Nähe der  innern     Stirnfläche    der hohlen Welle 6 ist  ein     guter        Strahlungsschutz    gegen die heisse    Turbinenscheibe ?     geschaffen.    Um gegebenen  falls noch die     Wärmeleitung        von    der Tur  binenscheibe 7 über die     Welle    6 auf den  Aussenring des Kugellagers 4 zu verringern,  kann zwischen Aussenring des Kugellagers 4  und     Innensitzfläche    der Welle 6 eine Büchse  aus einem     Werkstoff    mit sehr niedriger       Wärmeleitzahl    eingesetzt werden.

   Zur wei  teren Kühlung des besonders gefährdeten  Lagers 4 wird noch der     Aussenumfang    der  Welle 6 mit Wasser     angespritzt.    Bei der  hohen Umdrehungszahl wird das Wasser  sofort von der Welle wieder     abgeschleudert,     so dass es daher kaum verdampfen     wird.     Das     Spritzwasser    wird durch die Leitung 14  zugeführt und das von der Welle 6     abge-          schleuderte    Wasser in einem die Welle 6  umgebenden Ringraum 15 aufgefangen und       durch    die Leitungen 16;

   17     abgeführt.        .Durch     beiderseitig am     Bingraum   <B>16</B> angeordnete       Spritzringe        1$,        Labyrinthdichtungen    und       Sperrluftkammern    19 wird das Entweichen  des Wassers nach der Seite hin verhindert.  Durch die Leitung 21 und die Bohrung 22  wird schliesslich nach Druckluft zugeführt,  die ebenfalls zur, Kühlung der Lager 4, 5  dient, ausserdem aber durch die     Mitebrung     von Öldämpfen die Schmierung der     Kugel-          lager    besorgt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Abgasturbogebläse, dadurch gekennzeich net, dass die Turbinenwelle (6) hohl ausge bildet ist und die Lager (4, 5) im Innern der Welle (6) auf einer in ihre Höhlung hin einragenden; feststehenden Achse (3) ange ordnet sind.

   UNTERANSPR11: 1. Abgasturbogebläee nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die die hohle Turbinenwelle (6) tragende, feststehende Achse (3) im Gebläsegehäuse (1) befestigt <B>ist.</B> 2. Abgasturbogebläse auch Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohl welle (6) auf zwei Lagern (4, 5) gelagert ist; von denen eines (5) innerhalb des Geblüserades (20) angeordnet ist.

   3. Abgasturbogebläse nach Patentanaprucb, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (5) innerhalb des Gebläserades (20) als Festlager ausgebildet ist. 4. Abgasturbogebläse nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das im Innern der hohlen Turbinenwelle (6) angeordnete, der Turbinenscheibe nahelicgende Lager (4) durch die Anordnung von einer oder mehreren Scheiben (12, 13) gegen von der Turbinenscheibe (7) ausgehende Wärme strahlung geschützt ist.

   5. Abgasturbogebläse nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zwecks Küh lung der Lager (4, 5) die feststehende Achse (3) mit Hohlräumen (9, 10) ver- sehen ist, durch die ein Kühlmittel ge leitet werden kann. 6. Abgasturbogebläse nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die hohle Turbinenwelle (6) im Bereich des einen Lagers (4) von einem Ringraum (15) um geben ist, in den zur Kühlung dieses La gers Kühlwasser von aussen auf die. Welle gespritzt werden kann. 7. Abgasturbogebläse nach Patentanspruch und Unteranspruch 6, dadurch gekenn zeichnet, dass zu beiden Seiten des Ring raumes (15) je eine Sperrluftkammer (19) angeordnet ist.