CH708435A2 - Abschlussdeckel für ein Verdichterlaufrad eines Abgasturboladers und Abgasturbolader. - Google Patents

Abstract

Abschlussdeckel (13) für ein Verdichterlaufrad eines Abgasturboladers, über welchen das luftführende Verdichterlaufrad von ölbeaufschlagten Baugruppen des Abgasturboladers trennbar ist, mit einem eine Durchtrittsöffnung (17) für eine Welle aufweisenden Grundkörper (16), wobei an dem Grundkörper (16) mindestens ein ringartiger Vorsprung (22) ausgebildet ist.

Description

[0001] Die Erfindung betrifft einen Abschlussdeckel für ein Verdichterlaufrad eines Abgasturboladers gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Abgasturboladers gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 6.

[0002] Aus der DE 10 2010 038 524 A1 ist der grundsätzliche Aufbau eines Abgasturboladers bekannt. So umfasst der dort gezeigte Abgasturbolader einen Verdichter mit einer Verdichterlaufrad und einem Verdichterlaufradgehäuse sowie eine Turbine mit einem Turbinenlaufrad und einem Turbinenlaufradgehäuse, wobei das Verdichterlaufrad und das Turbinenlaufrad über eine Welle gekoppelt sind, die in einem Lagergehäuse gelagert ist. Nach der DE 10 2010 038 524 A1 ist sowohl im Bereich der Turbine als auch im Bereich des Verdichters jeweils ein Abschlussdeckel vorgesehen, wobei der Abschlussdeckel für das Verdichterlaufrad das luftführende Verdichterlaufrad von ölbeaufschlagten Baugruppen des Abgasturboladers trennt, und wobei der dem Turbinenlaufrad zugeordnete Abschlussdeckel das abgasführende Turbinenlaufrad ebenfalls von ölbeaufschlagten Baugruppen des Abgasturboladers trennt. Die Welle, die das Verdichterlaufrad mit dem Turbinenlaufrad koppelt, erstreckt sich einerseits durch eine Durchtrittsöffnung im Abschlussdeckel des Verdichterlaufrads und andererseits durch eine Durchtrittsöffnung im Abschlussdeckel des Turbinenlaufrads.

[0003] Im Betrieb des Abgasturboladers besteht die Gefahr, dass das Verdichterlaufrad bricht. Dann, wenn das Verdichterlaufrad bricht, können Bruchstücke des Verdichterlaufrads den Abschlussdeckel des Verdichterlaufrads beschädigen, wobei dann Öl der ölbeaufschlagten Baugruppen in den Bereich des luftführenden Verdichterlaufrads gelangen kann. Dies kann zu einer Ölnebelexplosion führen.

[0004] Es besteht daher Bedarf an einem Abgasturbolader bzw. an einem Abschlussdeckel für ein Verdichterlaufrad des Abgasturboladers, mit welchem die Gefahr einer solchen Ölnebelexplosion reduziert werden kann.

[0005] Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, einen neuartigen Abschlussdeckel für ein Verdichterlaufrad eines Abgasturboladers sowie einen Abgasturbolader mit einem solchen Abschlussdeckel zu schaffen.

[0006] Diese Aufgabe wird durch einen Abschlussdeckel gemäss Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäss ist an dem Grundkörper des Abschlussdeckels mindestens ein dem Verdichterlaufrad zugewandter, ringartiger Vorsprung ausgebildet. Der oder jeder ringartige Vorsprung, der an dem Grundkörper des Abschlussdeckels ausgebildet und dem Verdichterlaufrad zugewandt ist, versteift den Abschlussdeckel für das Verdichterlaufrad. Sollte das Verdichterlaufrad brechen, so reduziert sich die Gefahr, dass der Abschlussdeckel derart beschädigt wird, dass es zu einer Ölnebelexplosion kommen kann. Der oder jeder ringartige Vorsprung nimmt kinetische Energie von Bruchstücken des Verdichterlaufrads auf und kann dieselben umlenken.

[0007] Vorzugsweise läuft der oder jeder Vorsprung in Umfangrichtung um und erstreckt sich ausgehend vom Grundkörper in Axialrichtung auf das Verdichterlaufrad. Diese Ausgestaltung des oder jedes Vorsprungs am Abschlussdeckel des Verdichterlaufrads stellt eine besonders vorteilhafte Versteifung des Abschlussdeckels bereit.

[0008] Nach einer vorteilhaften Weiterbildung sind an dem Grundkörper mehrere dem Verdichterlaufrad zugewandte, ringartige und konzentrische Vorsprünge ausgebildet. Hiermit kann der Abschlussdeckel optimal versteift werden.

[0009] Vorzugsweise ist eine Axialerstreckung der Vorsprünge derart bemessen, dass freie Enden der Vorsprünge jeweils einen nahezu identischen Abstand zu einer dem Abschlussdeckel zugewandten Verdichterlaufradkontur aufweisen. Vorzugsweise entspricht in Radialrichtung gesehen ein Abstand zwischen benachbarten Vorsprüngen zumindest der radialen Dicke der Vorsprünge. Hiermit kann die kinetische Energie von sich im Schadensfall des Verdichterlaufrads ausbildenden Bruchstücken desselben optimal aufgenommen werden.

[0010] Der erfindungsgemässe Abgasturbolader ist in Anspruch 6 definiert.

[0011] Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt: <tb>Fig. 1<SEP>einen Querschnitt durch einen erfindungsgemässen Abschlussdeckel für ein Verdichterlaufrad eines Abgasturboladers; <tb>Fig. 2<SEP>eine Draufsicht auf den erfindungsgemässen Abschlussdeckel; und <tb>Fig. 3<SEP>einen ausschnittsweisen Querschnitt durch einen erfindungsgemässen Abgasturbolader im Bereich eines erfindungsgemässen Abschlussdeckels.

[0012] Die hier vorliegende Erfindung betrifft einen Abschlussdeckel für ein Verdichterlaufrad eines Verdichters eines Abgasturboladers sowie einen Abgasturbolader mit einem solchen Abschlussdeckel.

[0013] Der grundsätzliche Aufbau eines Abgasturboladers ist dem hier angesprochenen Fachmann geläufig und zum Beispiel aus der DE 10 2010 038 524 A1 bekannt.

[0014] An dieser Stelle sei der Vollständigkeit halber darauf hingewiesen, dass ein Abgasturbolader einen Verdichter und eine Turbine umfasst. Der Verdichter verfügt über ein Verdichterlaufrad und ein Verdichterlaufradgehäuse. Die Turbine verfügt über ein Turbinenlaufrad und ein Turbinenlaufradgehäuse. Das Verdichterlaufrad des Verdichters und das Turbinenlaufrad der Turbine sind über eine Welle gekoppelt, die in einem Lagergehäuse gelagert ist.

[0015] Dem Verdichterlaufrad des Verdichters des Abgasturboladers ist ein verdichterseitiger Abschlussdeckel und dem Turbinenlaufrad der Turbine des Abgasturboladers ein turbinenseitiger Abschlussdeckel zugeordnet, um die jeweiligen Laufräder von einem ölführenden Bereich des Abgasturboladers zu trennen, so zum Beispiel vom ölführenden Lagergehäuse.

[0016] Fig. 3 zeigt einen schematisierten, ausschnittsweisen Querschnitt durch einen Abgasturbolader im Bereich eines Verdichterlaufrads 10, eines Lagergehäuses 11 für eine Welle 12 sowie eines verdichterseitigen Abschlussdeckels 13. Das Verdichterlaufrad 10 ist an der Welle 12 über einen Haltering 14 montiert, wobei zwischen dem Verdichterlaufrad 10 und dem Haltering 14 benachbart zum Abschlussdeckel 13 ein Kolbenring 15 vorgesehen ist.

[0017] Der Abschlussdeckel 13 für das Verdichterlaufrad 10, der das luftführende Verdichterlaufrad 10 gegenüber dem Lagergehäuse 11 und damit gegenüber ölführenden Baugruppen des Abgasturboladers trennt und abdichtet, verfügt über einen Grundkörper 16 mit einer Durchtrittsöffnung 17 für die Welle 12, welche das Verdichterlaufrad 10 mit dem Turbinenlaufrad koppelt.

[0018] Der Grundkörper 16 des Abschlussdeckels 13 verfügt über eine abgestufte Aussenkontur, an welcher im gezeigten Ausführungsbeispiel mehrere Nuten 18 zur Aufnahme nicht gezeigter Dichtungsringe ausgebildet sind, die die Abdichtung des Abschlussdeckels 13 gegenüber dem Lagergehäuse 11 gewährleisten.

[0019] Zwischen der Nut 18, die auf dem grössten Aussendurchmesser der Aussenkontur des Grundkörpers 16 positioniert ist, und der Nut 18, die auf einen mittleren Aussendurchmesser der Aussenkontur des Grundkörpers 16 positioniert ist, ist eine Nut 19 ausgebildet, die zusammen mit dem angrenzenden Lagergehäuse 11 einen Kühlkanal 20 definiert, der von Kühlmedium durchströmt ist.

[0020] Da als Kühlmedium vorzugsweise Wasser verwendet wird, ist zwischen der auf dem mittleren Aussendurchmesser der Aussenkontur des Grundkörpers 16 befindlichen Nut 18 und der auf dem kleinsten Aussendurchmesser der Aussenkontur des Grundkörpers 16 befindlichen Nut 18 eine Leckagenut 21 ausgebildet, die für den Fall, dass die auf dem mittleren Aussendurchmesser der Aussenkontur des Grundkörpers 16 positionierte Dichtung versagen sollte, ein Eindringen des Kühlwassers in den ölführenden Bereich des Turboladers verhindert.

[0021] Erfindungsgemäss ist an den Grundkörper 16 des Abschlussdeckels 13 mindestens ein dem Verdichterlaufrad 10 zugewandter, ringartiger Vorsprung 22 ausgebildet. Im gezeigten, bevorzugten Ausführungsbeispiel sind drei derartige ringartige Vorsprünge 22 vorhanden, die in Umfangsrichtung umlaufen und sich konzentrisch umschliessen.

[0022] Die Vorsprünge 22 erstrecken sich ausgehend vom Grundkörper 16 in Richtung auf das Verdichterlaufrad 10, wobei eine Erstreckung der Vorsprünge 22 in Axialrichtung A derart bemessen ist, dass freie Enden der Vorsprünge 22 jeweils einen nahezu identischen Abstand zu einer dem Abschlussdeckel 13 zugewandten Verdichterlaufradkontur 23 aufweisen.

[0023] In Radialrichtung R gesehen entspricht ein Abstand zwischen jeweils benachbarten Vorsprüngen 22 zumindest der radialen Dicke der Vorsprünge 22.

[0024] Eine Beschädigungsgefahr für das Verdichterlaufrad 10 ist im dem Bereich, in welchem der Kolbenring 15 positioniert ist, am grössten. Ein sich in diesen Bereich ggf. im Schadensfall ausbildendes Bruchstück des Verdichterlaufrads 10 wird infolge der kinetischen Energie des Verdichterlaufrads 10 zunächst nach radial aussen geschleudert und gelangt dann in den Bereich mindestens eines der Vorsprünge 22, wobei sich die Vorsprünge 22 in Radialrichtung elastisch verformen können, um die kinetische Energie eines solchen Bruchstücks aufzunehmen, und wobei die Vorsprünge 22 hierbei das Bruchstück in Axialrichtung umlenken, nämlich in Richtung auf das Verdichterlaufrad 10.

[0025] Bruchstücke des Verdichterlaufrads 10 können daher den Abschlussdeckel 13 des Verdichterlaufrads 10 nicht mehr durchschlagen, sodass im Schadensfall das Verdichterlaufrads 10 die Funktionsfähigkeit des Abschlussdeckels 13 erhalten bleibt. Derselbe kann demnach nach wie vor den ölführenden Bereich des Abgasturboladers vom luftführenden Bereich desselben trennen, sodass dann keine Gefahr besteht, dass Öl in den luftführenden Bereich des Abgasturboladers gelangt und eine Ölnebelexplosion verursacht.

[0026] Die sich konzentrisch umschliessenden Vorsprünge 22 sind an einem Bereich des Grundkörpers 16 des Abschlussdeckels 13 ausgebildet, der in Radialrichtung R gesehen zwischen der Durchtrittsöffnung 17 für die Welle 12 und der auf dem kleinsten Aussendurchmesser der Aussenkontur des Grundkörpers 16 befindlichen Nut 18 positioniert ist.

[0027] Aufgrund der Ausgestaltung des Abschlussdeckels 13 ist es möglich, denselben aus einem relativ kostengünstigen Eisengusswerkstoff zu fertigen. Ein solcher Abschlussdeckel aus einem Eisengusswerkstoff kann einfach und kostengünstig gefertigt werden.

Bezugszeichenliste

[0028] <tb>10<SEP>Verdichterlaufrad <tb>11<SEP>Lagergehäuse <tb>12<SEP>Welle <tb>13<SEP>Abschlussdeckel <tb>14<SEP>Haltering <tb>15<SEP>Kolbenring <tb>16<SEP>Grundkörper <tb>17<SEP>Durchtrittsöffnung <tb>18<SEP>Nut <tb>19<SEP>Nut <tb>20<SEP>Kühlkanal <tb>21<SEP>Leckagenut <tb>22<SEP>Vorsprung <tb>23<SEP>Verdichterlaufradkontur

Claims (10)

1. Abschlussdeckel (13) für ein Verdichterlaufrad eines Abgasturboladers, über welchen das luftführende Verdichterlaufrad von ölbeaufschlagten Baugruppen des Abgasturboladers trennbar ist, mit einem eine Durchtrittsöffnung (17) für eine Welle aufweisenden Grundkörper (16), dadurch gekennzeichnet, dass an dem Grundkörper (16) mindestens ein ringartiger Vorsprung (22) ausgebildet ist.

2. Abschlussdeckel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der oder jeder Vorsprung (22) in Umfangrichtung umläuft und sich ausgehend vom Grundkörper (16) in Axialrichtung erstreckt.

3. Abschlussdeckel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Grundkörper (16) mehrere ringartige und konzentrische Vorsprünge (22) ausgebildet sind.

4. Abschlussdeckel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Axialerstreckung der Vorsprünge (22) derart bemessen ist, dass freie Enden der Vorsprünge (22) jeweils einen nahezu identischen Abstand zu einer dem Abschlussdeckel zugewandten Verdichterlaufradkontur (23) aufweisen.

5. Abschlussdeckel nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass in Radialrichtung gesehen ein Abstand zwischen benachbarten Vorsprüngen (22) zumindest der radialen Dicke der Vorsprünge (22) entspricht.

6. Abgasturbolader, mit einem Verdichter und einer Turbine, wobei der Verdichter ein Verdichterlaufrad mit einem Verdichterlaufradgehäuse aufweist, wobei die Turbine ein Turbinenlaufrad mit einem Turbinenlaufradgehäuse aufweist, wobei das Verdichterlaufrad und das Turbinenlaufrad über eine in einem Lagergehäuse gelagerte Welle gekoppelt sind, und wobei ein Abschlussdeckel des Verdichterlaufrads das luftführende Verdichterlaufrad von ölbeaufschlagten Baugruppen des Abgasturboladers trennt, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Grundkörper (16) des Abschlussdeckels (13) mindestens ein dem Verdichterlaufrad (10) zugewandter, ringartiger Vorsprung (22) ausgebildet ist.

7. Abgasturbolader nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der oder jeder Vorsprung (22) in Umfangrichtung umläuft und sich ausgehend vom Grundkörper (16) in Axialrichtung auf das Verdichterlaufrad (10) erstreckt.

8. Abgasturbolader nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Grundkörper (16) mehrere dem Verdichterlaufrad (10) zugewandte, ringartige und konzentrische Vorsprünge (22) ausgebildet sind.

9. Abgasturbolader nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Axialerstreckung der Vorsprünge (22) derart bemessen ist, dass freie Enden der Vorsprünge (22) jeweils einen nahezu identischen Abstand zu einer dem Abschlussdeckel zugewandten Verdichterlaufradkontur (23) aufweisen.

10. Abgasturbolader nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass in Radialrichtung gesehen ein Abstand zwischen benachbarten Vorsprüngen (22) zumindest der radialen Dicke der Vorsprünge (22) entspricht.