Turbogebläse Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Turbogebläse bestehend aus einer Turbine und einem von der Turbine im Abstand von derselben angeord neten Zentrifugalgebläse mit einem als Öl- und Lager gehäuse dienenden Zwischengehäuse, dem das Öl unter Druck zugeleitet wird und das Mittel zur Lage rung der Triebwelle aufweist.
Die Erfindung besteht darin, dass das Zwischengehäuse einen öldruckraum, in dem das Öl unter dem Zuleitungsdruck steht, und einen ölablaufraum, in dem das von den Lagerstellen ablaufende Öl aufgefangen und weiter geleitet wird, enthält, und dass das Zwischengehäuse einen Durch bruch für zwei im Abstand voneinander angeordnete Lagerstellen der Triebwelle und eine die Lagerstellen umfassende Lagerverbundbüchse aufweist, wobei die Wandung der Lagerverbundbüchse zwischen den Lagerstellen Öffnungen aufweist, über die der Innen raum der Büchse zwischen den Lagerstellen mit dem Öldruckraum einen gemeinsamen Raum bildet,
derart dass im zentralen Teil der Lagerverbundbüchse die Triebwelle im Drucköl läuft und die Lagerstellen in axialer Richtung vom Drucköl gespiesen werden.
Zwischen dem Öldruck- und dem ölablaufraum kann eine Rohrverbindung vorgesehen sein, die einen Düsenkanal aufweist, der als ölüberlaufkanal und beim Sinken des Druckölspiegels unter die Mündung des Düsenkanals als Druckausgleichkanal dient, der den Druck in der Druckölkammer mit dem Atmos phärendruck in der ölablaufkammer ausgleicht.
Der Zusammenbau des Zwischengehäuses mit dem Turbinengehäuse wird in zweckmässiger Weise so vorgesehen, dass die Befestigung beider Gehäuse Mittel zum stufenweisen Verdrehen des Turbinenge häuses in bezug auf das Zwischengehäuse aufweisen Es ist dabei vorteilhaft, über dem Umfang am Ende des Zwischenstückes radial gerichtete Schlitze vor zusehen und zur Befestigung des Turbinengehäuses am Zwischengehäuse Schrauben vorzusehen, die einen zylindrischen Teil aufweisen, der die Schlitzwände berührt, derart dass bei Wärmeausdehnung des Turbinengehäuses dasselbe in den Schlitzen des Zwi schengehäuses mittels des zylindrischen Teiles der Schrauben geführt wird, womit die Zentrierung des Turbinengehäuses in bezug auf den Rotor erhalten bleibt.
Der Zusammenbau des Zwischengehäuses mit dem Gebläsegehäuse ist vorteilhaft so ausgeführt, dass das Zwischengehäuse einen am äussern Umfang abgesetzten zylindrischen Teil erhält, der in eine zylindrische Ausnehmung des Gebläsegehäuses hin- einpasst, so dass das Gebläsegehäuse in bezug auf das Zwischengehäuse beliebig verdrehbar ist, wonach mit einer Pressvorrichtung das in die gewünschte Lage gestellte Gebläsegehäuse am Zwischengehäuse fest verbunden wird.
Es ist ferner vorteilhaft zwischen dem Gebläsege- häuse und dem Zwischengehäuse einen Ringkanal vorzusehen, der durch einen Kanal mit dem Gebläse gehäuseinnern in Verbindung steht und vom Ring kanal ausgehende Leitungen in einen auf der Turbinen seite angeordneten Ringraum münden, der einerseits mit der turbinenseitigen Dichtstelle der Treibgase und anderseits mit der turbinenseitigen Dichtstelle des Schmieröles zur Sperrluftzufuhr zu beiden Dicht stellen mit diesen in Verbindung steht.
Eine beispielsweise Ausführung der Erfindung ist im nachfolgenden anhand der Zeichnung näher be schrieben.
Fig. 1 zeigt das erfindungsgemässe Turbogebläse im Axialschnitt und Fig. 2 ist ein Querschnitt der Linie II - 1I der Fig. 1 entsprechend.
Auf die Figuren bezug nehmend ist die Turbine mit T und das Gebläse mit G bezeichnet. Das Zwi schengehäuse 6 besitzt einen obern und untern Ölraum 6' bzw. 6". Der obere Ölraum 6' wird als Druckölraum verwendet, in dem Schmier- und Kühlöl unter dem Zuleitungsdruck einer Ölpumpe steht. Der untere Ölraum 6" ist durch den Zwischenboden 6a vom obern Ölraum getrennt und wird als Auffangraum für das von den Lagern ablaufende Öl verwendet, das von dort mit Gefälle dem Eintritt einer Ölpumpe P zugeleitet wird. Dieser Eintritt erfolgt über das Rohr 9 und die Ölwanne 10 (siehe Fig. 2), die mit der Pumpe P in Verbindung steht. Diese Darstellung hat nur schematischen Charakter.
Die Leitung 19 verbin det die Druckseite der Pumpe P mit dem öldruckraum 6'. In der Leitung 19 ist ein Ölfilter F vorgesehen. Bei Verwendung des Turbogebläses als Turbolader eines Brennkraftmotors mit gemeinsamen Ölsystem ent spricht 10 dem Kurbelwellengehäuse des Motors und P der Ölpumpe des Motors.
Die besonders ausgebildeten Stirnwände an den Enden des Zwischengehäuses besitzen Durchbrüche 6a', 6b', die mit einem Teil des obern öldruckraumes 6' koaxial liegen und mit diesem einen Durchbruch des Zwischengehäuses 6 für die Triebwelle 8 bilden. Im Durchbruch ist eine Lagerverbundbüchse 7 ein gesetzt in der zwei Lagerstellen 4 und 5 für die Triebwelle 8 im Abstand voneinander eingesetzt sind. Das Innere der Verbundbüchse zwischen den Lager stellen steht über Öffnungen 7a mit dem öldruckraum 6' in Verbindung und bildet einen Teil desselben. Die Triebwelle 8 geht zentrisch durch die Verbundbüchse hindurch und läuft zwischen den Lagerstellen im Drucköl.
Der öldruckraum 6' ist über die Lagerstellen mit dem Ölablaufraum 6" verbunden. Diese Verbin dung mit dem Ablaufraum geht über die Stirnseite 7b der Verbundbüchse 7 auf Seite der Turbine und das Spurlager 7c auf der Gebläseseite und die ent sprechenden Abschleudervorrichtungen. Für das von dort abgeschleuderte Schmieröl sind Ringkanäle 3, 3' vorgesehen. Die Ringkanäle sind mit dem ölablauf- raum 6" über Kanäle 6d und 6e in der Wand des Ölablaufraumes verbunden.
Die Lagerstellen werden während dem Betrieb vom öldruckraum 6' über den zentralen Teil der Lagerverbundbüchse dauernd mit Schmier- und Kühlöl gespienen.
Die Öldruckkammer 6' steht mit der Ölablauf- kammer 6" über ein Rohr 12 in Verbindung, die Anordnung ist in Fig. 2 dargestellt. Das Rohr 12 endigt im obern Teil der Kammer 6' nahe am obern Wandteil. Das Rohr 12 dient einerseits als Ölüberlauf und anderseits beim Absinken des Schmierölspiegels unter seine Mündung 12' zum Druckausgleich zwi schen dem Druck in den Kammern 6' und 6". Wird z.
B. das Turbogebläse als Turbolader eines Brenn- kraftmotors verwendet, wobei die Schmierölzuleitung 19 von der Ölpumpe P des Motors gespiesen wird, so wird beim Abschalten des Motors das von den Aus puffgasen des Motors getriebene Turbogebläse ausser Betrieb gesetzt und die Ölzufuhr über die Ölzuleitung 19 unterbrochen. Der Ölspiegel in der Ölkammer 6' sinkt unter die Mündung 12' des Rohres 12. Über den Düsenkanal 12" im Rohr 12 wird dann der Druck in der Kammer 6' auf den Atmosphärendruck in der Kammer 6" ausgeglichen.
Es wird auch die von der Ölzuleitung mit dem Öl zugeführte Luft mit dem Überschussöl in die Kammer 6" abgeführt. Der Düsen- kanal 12" im Rohr 12 besitzt ferner eine Kalibrier- bohrung 12a und ist mit der ölablaufkammer 6" über Bohrungen 12b verbunden. Das Rohr ist mit dem Boden 6g der Kammer 6" dicht verschraubt und ist, mit dem Teil 12e gut abgedichtet, durch die Bohrung 6b des Zwischenbodens 6a geführt.
Die besondere Befestigung des Zwischengehäuses an der Turbine ist am besten aus Fig. 2 ersichtlich. Es sind Mittel vorgesehen, damit die Wärmeausdeh nung des heissen Turbinengehäuses gegenüber dem Zwischengehäuse zentrisch erfolgt und keine Material spannungen entstehen. Zu diesem Zweck besteht die Befestigung des Turbinengehäuses 1 am Zwischenge häuse 6 aus radialen Ansätzen 14, die radial gerichtete Schlitze aufweisen deren Wände 14a in führender Verbindung mit besonders ausgebildeten Schrauben stehen. Die zylindrisch ausgebildeten Stellen 14b dieser Schrauben 15 bewegen sich je in einem Schlitz 14a mit dem sich ausdehnenden Turbinengehäuse 1. Am Zwischengehäuse des vorliegenden Ausführungs beispielen sind 8 solche Befestigungsstellen 14/15 über 360 auf einem zentralen Teilkreis in gleichen Ab ständen vorgesehen.
Je nach der Anzahl der Befesti gungsstellen kann das Turbinengehäuse in bezug auf das Zwischengehäuse stufenweise gedreht werden, so dass die Richtung des Einlasstutzens la verschieden gewählt werden kann.
Zur Befestigung des Gebläses 2 am Zwischenge häuse sind an Gehäuseteilen des Gebläses radial nach innen gerichtete Ringflanschen 2a vorgesehen, die mit einem scheibenförmigen Konstruktionsteil 11 mit tels Schrauben 11' aufeinander und auf das Zwischen gehäuse 6 gepresst werden. Am Zwischengehäuse ist dafür ein zylindrischer Endteil 6c und eine ringför mige Absetzung 6f vorgesehen. Vor dem Pressvorgang mittels der Schrauben 11' kann das Gebläsegehäuse auf dem zylindrischen Endteil 6c des Zwischenge häuses 6 in beliebiger Drehstellung gedreht werden, derart dass der Austrittsstutzen des Gebläses eine ge wünschte Richtung erhält.
Von der Schulter oder Absetzung 6f des Zwischen gehäuses und dem anschliessenden Gehäuseteilflansch 2a des Gebläses wird mittels einer ringförmigen Aus- nehmung am letztern Teil ein Ringkanal 13 gebildet. Dieser Ringkanal steht einerseits über einen Kanal 13a mit dem Druckraum des Gebläses und anderseits über einen oder mehrere axial gerichtete Kanäle 16 mit der Rückseite des Turbinengehäuses in Verbin dung. Diese Anordnung dient zur Zufuhr von Sperrluft zu den Abdichtungsstellen 17 und 18 der Treibgase der Turbine und des Ringkanalgehäuses 20 für das von der turbinenseitigen Lagerstelle 4 in den Ring kanal 3' abgeschleuderte Öl.
Die Sperrluft wird zwischen beide genannten Abdichtungen geführt, wie das durch Pfeile in Fig. 1 angegeben ist. Die Sperrluft dient ferner zur Kühlung des turbinenseitigen Endes des Zwischengehäuses.
Turbo fan The present invention relates to a turbo fan consisting of a turbine and a centrifugal fan arranged at a distance from the turbine with an intermediate housing serving as an oil and bearing housing, to which the oil is supplied under pressure and the means for storing the Has drive shaft.
The invention consists in that the intermediate housing contains an oil pressure space in which the oil is under the supply pressure, and an oil drainage space in which the oil draining from the bearings is collected and passed on, and that the intermediate housing has a breakthrough for two im Has spaced-apart bearing points of the drive shaft and a bearing composite bushing encompassing the bearing points, the wall of the bearing composite bushing between the bearing points having openings through which the inner space of the bushing between the bearing points forms a common space with the oil pressure chamber,
in such a way that in the central part of the composite bearing bushing, the drive shaft runs in the pressure oil and the bearing points are fed by pressure oil in the axial direction.
A pipe connection can be provided between the oil pressure chamber and the oil drainage chamber, which has a nozzle channel that serves as an oil overflow channel and when the pressure oil level drops below the mouth of the nozzle channel as a pressure equalization channel that balances the pressure in the pressure oil chamber with the atmospheric pressure in the oil drainage chamber.
The assembly of the intermediate housing with the turbine housing is expediently provided in such a way that the fastening of both housings has means for gradually rotating the Turbinenge housing with respect to the intermediate housing. It is advantageous to see and radially directed slots over the circumference at the end of the intermediate piece to attach the turbine housing to the intermediate housing to provide screws that have a cylindrical part that touches the slot walls, so that the same in the slots of the intermediate housing is guided in the slots of the intermediate housing by means of the cylindrical part of the screws, with which the centering of the turbine housing in relation to the rotor is preserved.
The assembly of the intermediate housing with the fan housing is advantageously carried out in such a way that the intermediate housing has a cylindrical part which is offset on the outer circumference and which fits into a cylindrical recess of the fan housing, so that the fan housing can be rotated as required with respect to the intermediate housing, after which a pressing device, the fan housing placed in the desired position is firmly connected to the intermediate housing.
It is also advantageous to provide an annular channel between the fan housing and the intermediate housing, which is connected to the inside of the housing by a channel with the fan and lines emanating from the annular channel open into an annular space arranged on the turbine side, which on the one hand connects to the turbine-side sealing point of the Propellant gases and on the other hand with the turbine-side sealing point of the lubricating oil for sealing air supply to both sealing places with these is in connection.
An example embodiment of the invention is described in more detail below with reference to the drawing be.
1 shows the turbo blower according to the invention in axial section and FIG. 2 is a cross section corresponding to the line II-1I of FIG.
Referring to the figures, the turbine is designated with T and the fan with G. The intermediate housing 6 has an upper and lower oil chamber 6 'and 6 ". The upper oil chamber 6' is used as a pressure oil chamber in which the lubricating and cooling oil is under the feed pressure of an oil pump. The lower oil chamber 6" is through the intermediate floor 6a separated from the upper oil space and is used as a collecting space for the oil draining from the bearings, which is fed from there with a gradient to the inlet of an oil pump P. This entry takes place via the pipe 9 and the oil pan 10 (see FIG. 2), which is connected to the pump P. This representation is only of a schematic nature.
The line 19 connects the pressure side of the pump P with the oil pressure chamber 6 '. An oil filter F is provided in line 19. When using the turbo blower as a turbocharger for an internal combustion engine with a common oil system, 10 corresponds to the crankshaft housing of the engine and P of the engine's oil pump.
The specially designed end walls at the ends of the intermediate housing have openings 6a ', 6b' which are coaxial with part of the upper oil pressure chamber 6 'and form an opening in the intermediate housing 6 for the drive shaft 8. In the breakthrough a bearing composite bushing 7 is a set in the two bearings 4 and 5 for the drive shaft 8 are used at a distance from each other. The interior of the compound liner between the bearings is connected via openings 7a to the oil pressure chamber 6 'and forms part of the same. The drive shaft 8 passes centrally through the composite bushing and runs between the bearings in the pressure oil.
The oil pressure space 6 'is connected to the oil drainage space 6 "via the bearings. This connection with the drainage space goes through the end face 7b of the composite liner 7 on the turbine side and the thrust bearing 7c on the fan side and the corresponding centrifugal devices thrown-off lubricating oil are provided annular channels 3, 3 '. The annular channels are connected to the oil drain space 6 ″ via channels 6d and 6e in the wall of the oil drain space.
During operation, the bearing points are continuously supplied with lubricating and cooling oil from the oil pressure chamber 6 'via the central part of the composite bearing bush.
The oil pressure chamber 6 'is connected to the oil discharge chamber 6 "via a pipe 12, the arrangement is shown in FIG. 2. The pipe 12 ends in the upper part of the chamber 6' close to the upper wall part Oil overflow and on the other hand when the lubricating oil level drops below its mouth 12 'to equalize the pressure between the pressure in the chambers 6' and 6 ". Is z.
If, for example, the turbo fan is used as a turbo charger of an internal combustion engine, the lubricating oil supply line 19 being fed by the oil pump P of the engine, when the engine is switched off, the turbo fan driven by the exhaust gases from the engine is put out of operation and the oil supply via the oil supply line 19 interrupted. The oil level in the oil chamber 6 'drops below the mouth 12' of the pipe 12. The pressure in the chamber 6 'is then equalized to the atmospheric pressure in the chamber 6' 'via the nozzle channel 12' 'in the pipe 12.
The air supplied with the oil from the oil supply line is also discharged with the excess oil into the chamber 6 ″. The nozzle channel 12 ″ in the pipe 12 also has a calibration bore 12a and is connected to the oil drainage chamber 6 ″ via bores 12b. The tube is tightly screwed to the bottom 6g of the chamber 6 ″ and, well sealed with the part 12e, is guided through the bore 6b of the intermediate bottom 6a.
The special attachment of the intermediate housing to the turbine can best be seen in FIG. Means are provided so that the thermal expansion of the hot turbine housing takes place centrally with respect to the intermediate housing and no material stresses arise. For this purpose, the attachment of the turbine housing 1 to the Zwischenge housing 6 consists of radial lugs 14 which have radially directed slots whose walls 14a are in leading connection with specially designed screws. The cylindrically shaped points 14b of these screws 15 each move in a slot 14a with the expanding turbine housing 1. Examples of the intermediate housing of the present embodiment are 8 such fastening points 14/15 over 360 on a central pitch circle in equal intervals.
Depending on the number of fastening points, the turbine housing can be rotated in steps with respect to the intermediate housing, so that the direction of the inlet connection la can be selected differently.
To attach the fan 2 to the Zwischenge housing, radially inwardly directed annular flanges 2a are provided on housing parts of the fan, which are pressed onto one another and onto the intermediate housing 6 with a disc-shaped structural part 11 by means of screws 11 '. For this purpose, a cylindrical end part 6c and an annular step 6f are provided on the intermediate housing. Before the pressing process by means of the screws 11 ', the fan housing can be rotated on the cylindrical end part 6c of the intermediate housing 6 in any desired rotational position, so that the outlet connection of the fan is given a desired direction.
An annular channel 13 is formed from the shoulder or shoulder 6f of the intermediate housing and the adjoining housing part flange 2a of the fan by means of an annular recess on the latter part. This annular channel is on the one hand via a channel 13a with the pressure chamber of the fan and on the other hand via one or more axially directed channels 16 with the rear of the turbine housing in connec tion. This arrangement is used to supply sealing air to the sealing points 17 and 18 of the propellant gases of the turbine and the annular duct housing 20 for the oil thrown off from the turbine-side bearing 4 into the annular duct 3 '.
The sealing air is guided between the two seals mentioned, as indicated by arrows in FIG. 1. The sealing air is also used to cool the turbine-side end of the intermediate housing.