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Die
Erfindung betrifft ein Hitzeschild insbesondere bei einem Turbolader
und einen Turbolader mit einem solchen Hitzeschild, zum Schutz einer
Lagerung des Turboladers vor dem Wärmeeintrag durch ein warmes
oder heißes
Medium, wie heißem
Abgas.
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Turbolader
weisen normalerweise ein Gehäuse
auf, in dem ein Turbinenrad und ein Verdichterrad auf einer Welle
drehbar mittels Radiallagern gelagert sind. Dabei kann die Welle
Umdrehungen von beispielsweise bis zu 300.000 U/min erreichen. Um
auftretende Axialkräfte
aufzunehmen kann auch beispielsweise wenigstens ein Axiallager vorgesehen werden.
Die Lager werden hierbei mittels einem entsprechenden Schmieröl geschmiert.
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Durch
die hohen Abgastemperaturen bei dem Turbolader entsteht ein hoher
Wärmeeintrag
in die Lagerung. Dies führt
zu einer Verkokung des Schmieröls
zum Schmieren der Lager und im schlimmsten Fall zu einem Totalausfall
der Lagerung. Durch einen Hitzeschild zwischen der Turbine und der
Lagerung wird der Wärmeeintrag
reduziert und eine Schmierölkohlebildung
vermieden.
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Aus
dem Stand der Technik ist bisher bekannt, ein Hitzeschild vorzusehen,
welches entweder in Reihe oder in Parallelschaltung zwischen dem
Lagergehäusen
und dem Turbinengehäuse
verbaut wird. Bei einer Reihenschaltung des Hitzeschildes hat die
Dickentoleranz einen Einfluss auf den axialen Konturspalt zwischen
Turbinenrad und Turbinengehäuse,
was sich negativ auf den Wirkungsgrad der Turbine auswirkt. Bei
einer Parallelschaltung muss der Hitzeschild als Feder ausgeführt sein,
die den Toleranzausgleich und die Wärmedehnung der Bauteile ermöglicht.
Die Feder wird entweder durch drei oder mehr radial nach außen angeordnete
Federarme oder einen umlaufenden Kragen ausgebildet. Eine solche
Feder hat jedoch den Nachteil, wie im Folgenden noch näher mit
Bezug beispielsweise auf die 3 und 5 beschrieben
wird, dass die Federarme leicht abreißen können bzw. der umlaufende Kragen
eine hohe Federkraft bei einem geringen Federweg aufweist.
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Demnach
ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten
Hitzeschild bzw. einen Turbolader mit einem verbesserten Hitzeschild bereitzustellen,
bei welchem der Wärmeeintrag
in eine Lagerung des Turboladers verringert werden kann.
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Diese
Aufgabe wird durch einen Hitzeschild mit den Merkmalen des Patentanspruchs
1 gelöst.
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Demgemäß wird erfindungsgemäß ein Hitzeschild
insbesondere für
einen Turbolader bereitgestellt, wobei der Hitzeschild in Form einer
Scheibe oder einer ein- oder mehrfach abgestuften Topfform ausgebildet
ist,
- – wobei
die Scheibe bzw. die Topfform einen Außenrand aufweist, wobei der
Außenrand
mit wenigstens einem Aussparungsabschnitt versehen ist,
- – wobei
der Aussparungsabschnitt mit dem Außenrand einen Stegabschnitt
bildet, wobei der Stegabschnitt nach außen (vorzugsweise in axialer
Richtung, d. h. in Richtung Turbinengehäuse oder in Richtung Lagergehäuse) gebogen
ist, um einen Federarm zu bilden, wobei der Stegabschnitt entweder
geschlossen oder an einer Stelle offen ausgebildet ist.
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Der
Bund am Außenrand
kann in Umfangsrichtung außerdem
unterbrochen sein.
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Der
Hitzeschild hat dabei den Vorteil, dass durch den Stegabschnitt,
der als Federarm nach außen
gebogen ist, ein längerer
Federarm realisiert werden kann als dies bei den bekannten Hitzeschildern
der Fall ist, deren Federarme verhältnismäßig kurz sind. Die längeren Federarme
ermöglichen
wiederum eine flache Gestaltung der Federkennlinie, d. h. dass über den
Arbeitsbereich der Feder die Federkraft konstant bleibt. Durch die
flache Kennlinie kann der axiale Federweg verhältnismäßig groß gewählt werden, wodurch ein Toleranzausgleich
und ein Ausgleich der Wärmedehnung
ohne Abfallen der Federkraft ermöglicht
wird. Hierdurch kann gewährleistet werden,
dass der Hitzeschild mit seinem Federarm bzw. Federarmen nicht lose
wird.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus
den Unteransprüchen
sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.
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Gemäß einer
Ausgestaltung der Erfindung weist der Stegabschnitt beispielsweise
eine längliche,
runde und/oder ovale Form auf. Grundsätzlich kann der Stegabschnitt
jede beliebige Form aufweisen. Entscheidend ist, dass der Stegabschnitt
ausreichend nach außen
gebogen werden kann, um einen Federarm mit einer geeigneten Federkraft
und einem geeigneten Federweg auszubilden. Je länger beispielsweise der Aussparungsabschnitt
gewählt
ist, umso länger
wird auch entsprechend der Stegabschnitt und umso weiter kann der
Stegabschnitt nach außen
gebogen werden. Die Form bzw. Länge
des Stegabschnitts ist dabei beispielsweise so gewählt, dass
der Stegabschnitt einerseits ausreichenden nach außen gebogen
werden kann und andererseits eine ausreichende Federkraft realisiert
werden kann.
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In
einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform
weist der Stegabschnitt eine durchgehend gleiche Dicke oder wenigstens
einen oder mehrere Abschnitte mit einer unterschiedlichen Dicke
auf. Mit anderen Worten, die Dicke des Stegabschnitts kann gleich
bleibend ausgebildet sein oder variieren.
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In
einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform
kann der Hitzeschild ein oder eine Vielzahl von Stegabschnitten
aufweisen, wobei die Stegabschnitte alle in einer Bahn am Außenrand
angeordnet sind. Die Stegabschnitte können auch inner halb einer Bahn
radial versetzt sein. In diesem Zusammenhang kann nicht nur eine
Bahn mit wenigstens einem oder einer Vielzahl von Stegabschnitten vorgesehen
sein, sondern wenigstens zwei oder eine Vielzahl von Bahnen. Die
Stegabschnitte einer Bahn können
dabei identisch oder unterschiedlich ausgebildet sein. Entsprechendes
gilt auch für
die Stegabschnitte bei mehreren Bahnen, so können die Stegabschnitte von
zwei oder mehr Bahnen gleich oder unterschiedlich ausgebildet sein,
je nach Funktion und Einsatzzweck. Die Stegabschnitte der Bahnen können dabei
beispielsweise zueinander versetzt angeordnet sein oder im Wesentlichen
fluchtend. Auf diese Weise lassen sich eine Vielzahl von Hitzeschildern
mit Federarmen realisieren, die beispielsweise an bauliche Gegebenheiten
oder an unterschiedliche Einsatzzwecke und Funktionen angepasst
werden können.
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In
einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform
können
ein oder mehrere Stegabschnitte an einer Seite oder beispielsweise
in der Mitte oder an einer anderen Position des Stegs offen ausgebildet
sein. Der jeweilige Teil des Stegabschnitts wird dabei entsprechend
nach außen
gebogen. Der jeweilige Stegabschnitt oder ein Teil des Stegabschnitts
wird dabei beispielsweise um ein vorbestimmtes Maß nach außen gebogen,
um einen vorbestimmten Federweg des Federarms einzustellen. Dadurch,
dass der Stegabschnitt dabei tangential nach außen gebogen werden kann, kann
ein größerer Federweg
realisiert werden als bei den bekannten Hitzeschildern mit ihren
Federarmen, die nur leicht abgewinkelt gebogen sind.
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In
einer weiteren Ausführungsform
können die
Stegabschnitte bzw. die Teile der Stegabschnitte bei einer Bahn
oder bei mehreren Bahnen beispielsweise um das gleiche Maß nach außen gebogen
sein oder unterschiedlich stark nach außen gebogen sein, je nach Funktion
und Einsatzzweck bzw. baulichen Gegebenheiten.
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Gemäß einer
weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform
ist der scheibenförmige
Hitzeschild innerhalb des Außenrands
nach außen
gewölbt
ausgebildet. Die Wölbung
kann dabei durchgehend oder abgestuft ausgebildet werden, beispielsweise
in Form einer, zwei oder mehr Abstufungen. Diese Wölbung kann
beispielsweise vorgesehen werden, um den Hitzeschild geeignet zwischen
das Lagergehäuse
und das Laufradgehäuse
eines Turboladers einzupassen. Grundsätzlich ist es aber auch denkbar,
dass der Hitzeschild im Wesentlichen flach ausgebildet ist, abgesehen
von den nach außen
gebogenen Federarmen. Grundsätzlich
kann der Hitzeschild jede Form aufweisen, je nach Funktion, Einsatzzweck
bzw. baulichen Gegebenheiten.
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In
einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform
besteht der Hitzeschild je nach Einsatzort aus einem wärme- oder
hitzebeständigen Werkstoff.
Mit anderen Worten abhängig
davon, welchen Temperaturen der Hitzeschild ausgesetzt ist wird
auch sein Material gewählt.
Das bedeutet es kann beispielsweise ausreichend sein, bei nicht
so hohen Temperaturen ein wärmebeständiges Material zu
verwenden, während
bei hohen Temperaturen ein hitzebeständiges Material sinnvoll ist.
Ein solches wärmebeständiges oder
hitzebeständiges
Material kann beispielsweise ein geeigneter Metallwerkstoff bzw.
eine geeignete Metalllegierung oder ein anderes geeignetes Material
oder Materialkombination sein, sofern sich diese dazu eignen Federarme
auszubilden.
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Gemäß einer
weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform
ist der Hitzeschild beispielsweise als Drehteil oder gebogenes Metall-
bzw. Blechteil herstellbar. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Verfahren
beschränkt.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren
der Zeichnungen angegebenen Ausführungsbeispiele
näher erläutert. Es zeigen:
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1 ein
Ausschnitt eines sog. „Sandwich"-Hitzeschildes in eingebautem Zustand
gemäß dem Stand
der Technik;
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2a–c drei
Perspektivansichten des „Sandwich"-Hitzeschildes gemäß 1;
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3 ein
Ausschnitt eines sog. Federarm-Hitzeschildes
in eingebautem Zustand gemäß dem Stand
der Technik;
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4a–c drei
Perspektivansichten des Federarm-Hitzeschildes
gemäß 3;
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5 ein
Ausschnitt eines Hitzeschildes mit umlaufendem Bund in eingebautem
Zustand gemäß dem Stand
der Technik;
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6a–c drei
Perspektivansichten des Hitzeschildes mit umlaufendem Bund gemäß 5;
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7a–c drei
Perspektivansichten eines erfindungsgemäßen Wellfeder-Hitzeschildes;
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8 ein
Ausschnitt eines Wellfeder-Hitzeschildes in eingebautem Zustand
gemäß der Erfindung,
wobei das Turbinengehäuse
und das Lagergehäuse über eine
Schraubenverbindung miteinander verbunden sind;
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9 ein
Ausschnitt des Wellfeder-Hitzeschildes, gemäß den 7a–7c,
in eingebautem Zustand, wobei das Turbinengehäuse und das Lagergehäuse über eine
Spannbandverbindung miteinander verbunden sind; und
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10 ein
Diagramm in welchem die Federkennlinien des Wellfeder-Hitzeschilds
und des Federhitzeschilds mit radial angeordneten Federarmen verglichen
wird.
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In
allen Figuren sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente und Vorrichtungen – sofern
nichts anderes angegeben ist – mit
denselben Bezugszeichen versehen worden.
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In 1 ist
ein Ausschnitt eines sog. „Sandwich"-Hitzeschildes 10 in eingebautem
Zustand gemäß dem Stand
der Technik gezeigt. Der „Sandwich"-Hitzeschild 10 liegt
dabei zwischen einem Turbinengehäuse 12 und
einem Lagergehäuse 14 eines Turboladers 16 und
wird mit diesen Bauteilen axial in Reihe verspannt, entweder durch
eine Schraubenverbindung oder durch eine Spannbandverbindung.
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Der „Sandwich"-Hitzeschild 10 hat
jedoch das Problem, dass die Dickentoleranz des Hitzeschildes 10 einen
Einfluss auf den axialen Konturspalt 18 zwischen einem
Turbinenrad 20 des Turboladers 16 und dem Turbinengehäuse 12 hat.
Der Konturspalt 18 hat wiederum Einfluss auf die Thermodynamik und
somit den Wirkungsgrad der Turbine. Durch die Dickentoleranz des „Sandwich"-Hitzeschilds 10,
das als Blechteil oder Drehteil hergestellt werden kann, muss mehr
axialer Abstand zwischen dem Turbinenrad 20 und dem Turbinengehäuse 12 vorgesehen werden.
Somit ist der Wirkungsgrad der Turbine schlechter.
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In
den 2a und 2c ist
der "Sandwich"-Hitzeschild 10 in
zwei Perspektivansichten gezeigt, wobei die Ansichten jeweils der "Sandwich"-Hitzeschild 10 von
der Seite aus zeigen, mit der Anlagefläche 22 für das Turbinengehäuse 12.
In 2b ist des Weiteren eine Seitenansicht des "Sandwich"-Hitzeschildes 10 gezeigt, wobei
einmal die ebene Auflagefläche 24 für das Lagergehäuse und
einmal die ebene Auflagefläche 26 für das Turbinengehäuse gezeigt
ist. Der "Sandwich"-Hitzeschild 10 ist dabei zu
der Seite des Turbinengehäuses
in zwei Stufen nach außen
gewölbt
und weist eine Öffnung 34 auf,
um auf das Lagergehäuse 14 bzw.
die Welle 28 des Turboladers 16 aufgeschoben zu
werden.
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In 3 ist
des Weiteren ein Ausschnitt eines sog. Federarm-Hitzeschildes 10 in
eingebautem Zustand gemäß dem Stand
der Technik dargestellt. Das Turbinengehäuse 12 liegt dabei
axial direkt an dem Lagergehäuse 14 an.
Der Federarm-Hitzeschild 10 wird
dabei parallel zwischen das Lagergehäuse 14 und das Turbinengehäuse 12 verspannt
und hat somit keinen Einfluss auf den Konturspalt 18. In 3 ist
eine Anlagefläche 22 für das Turbinengehäuse 12 an
dem Lagergehäuse 14,
beispielsweise bei einer Spannbandverbindung, gezeigt. Des Weiteren
ist ein radial federnder Arm 30 des Hitzeschildes 10 gezeigt,
wie er zwischen dem Lagergehäuse 14 und
dem Turbinengehäuse 12 eingespannt
ist. Weiter ist ein axialer Spalt 32 zwischen dem Turbinengehäuse 12 und
dem Lagergehäuse 14 dargestellt,
der durch die Anlagefläche 22 bestimmt
wird.
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In
den 4a und 4c ist
eine Perspektivansicht des Federarm-Hitzeschildes 10 dargestellt, wobei
das Federarm-Hitzschild 10 von
der Seite gezeigt ist, das dem Turbinenrad in eingebautem Zustand
zugewandt ist. Der Hitzeschild 10 weist dabei drei Federarme 30 auf,
die nach außen
gebogen sind. In 4b ist weiter eine Seitenansicht
des Federarm-Hitzeschildes 10 gezeigt.
Der Hitzeschild 10 ist dabei auf der Seite des Turbinenrades
nach außen gewölbt. und
weist in der Mitte eine Öffnung 34 auf, um
auf die Welle 30 des Turboladers 16 bzw. auf das Lagergehäuse 14 aufgeschoben
zu werden.
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Der
Federarm-Hitzeschild 10 hat den Nachteil, dass sich durch
die schnelle Aufheizung der Bauteile sich die Bauteile sehr schnell
ausdehnen. Die kurzen Federarme 30 sind bedingt durch den
Bauraum mit einem sehr kleinen Eckenradius angebunden, wodurch es
beim Ausdehnen zu thermomechanischen Überlastungen und zur Verformung
der Bauteile in diesem Eckenradius kommen kann. Durch eine solche Überlastung
können
die Federarme 30 einreißen bzw. ganz abreißen. Damit
wird der Hitzeschild 10 lose und kann sich mitdrehen und
verliert somit die Funktion der Wärmeabschirmung. Er kann dabei
außerdem
in Kontakt mit dem Turbinenrad kommen, was zu einem Totalausfall
des Turboladers führt.
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Ein
zusätzliches
Problem der kurzen Federarme 30 ist die steile Kennlinie
der Feder, wodurch die Federkraft über den Arbeitsbereich bei
kleiner Wegänderung
sehr stark ansteigt, wie in 10 gezeigt
ist. Damit die Federkraft nicht zu hoch wird, und damit die Gefahr
einer plastischen Verformung der Federarme 30 und einer
schwierigen Montage steigt, ist der maximal mögliche Federweg und damit auch der
Arbeitsbereich sehr klein. Dadurch, dass die Feder einerseits die
Toleranzkette und dynamische Wärmedehnung
des Einbauraums abdecken muss, andererseits durch die steile Kennlinie
und den begrenzten Federweg/Arbeitsbereich definiert ist, kann es
im Betrieb zu einem Verlust der Vorspannkraft führen. Diese Problematik ist
dem Stand der Technik bekannt und führt immer wieder zu einem Ausfall
des Turboladers.
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In 5 ist
weiter ein Ausschnitt eines Hitzeschildes 10 mit einem
umlaufendem Bund 36 in eingebautem Zustand gemäß dem Stand
der Technik gezeigt. Der Hitzeschild 10 ist dabei ebenfalls
wie der Hitzeschild 10 mit den Federarmen 30 eingebaut. Das
Turbinengehäuse 12 liegt
hierbei axial direkt an dem Lagergehäuse 14 an, wobei beispielsweise
eine Anlagefläche 22 für das Turbinengehäuse 12 an
dem Lagergehäuse 14 bei
einer Spannbandverbindung vorgesehen ist. Der Hitzeschild 10 mit
dem umlaufenden Rand 36 wird parallel zwischen dem Lagergehäuse 14 und
dem Turbinengehäuse 12 verspannt, bzw.
dessen umlaufender Bund 36 wird federnd vorgespannt. Der
Hitzeschild 10 hat hierdurch keinen Einfluss auf den Konturspalt 18 zwischen
dem Turbinenrad 20 und dem Turbinengehäuse 12. In 5 ist des
Weiteren ein axialer Spalt 32 zwischen dem Turbinengehäuse 12 und
dem Lagergehäuse 14 dargestellt,
der durch die Anlagefläche 22 für das Turbinengehäuse 12 bestimmt
wird.
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In
den 6a und 6c ist
der Hitzeschild 10 mit umlaufendem Bund 36 in
einer jeweiligen Perspektivansicht gezeigt, wobei der Hitzeschild 10 von der
Seite gezeigt ist, das dem Turbi nenrad in eingebautem Zustand zugewandt
ist. Des Weiteren zeigt 6b eine
Seitenansicht des Hitzeschildes 10. Der Hitzeschild 10 weist
dabei eine abgestufte Wölbung 38 nach
außen
zu dem Turbinenrad hin auf und einen federnden Bund 36.
Des Weiteren ist eine Öffnung 34 vorgesehen,
um den Hitzeschild 10 auf die Welle des Turboladers bzw.
auf das Lagergehäuse 14 aufzuschieben.
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In
den 7a und 7c ist
nun ein Wellfeder-Hitzeschild 100 gemäß der Erfindung in einer Perspektivansicht
dargestellt, von der Seite aus, in der es einem Turbinenrad in eingebautem
Zustand zugewandt ist. Der Wellfeder-Hitzeschild 100 weist dabei
beispielsweise eine Öffnung 34 auf,
zum Anbringen des Hitzeschildes 100 an einem Turbolader 16.
Des Weiteren ist der Wellfeder-Hitzeschild 100 in 7b in
einer Seitenansicht dargestellt.
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Der
Wellfeder-Hitzeschild 100 gemäß der Erfindung weist einen
umlaufenden Rand bzw. Bund 40 auf, an welchem beispielsweise
drei Stegabschnitte 42 angeordnet sind, die nach außen gewölbt werden, um
jeweils einen federnden Abschnitt bzw. einen Federarm 30 bereitzustellen.
Die Stegabschnitte 42 werden dabei in dem umlaufenden Rand 40 gebildet, indem
der Rand 40 jeweils mit einem entsprechenden Aussparungsabschnitt 44 versehen
wird. Bei den länglichen
Stegabschnitten 42, wie sie in 7a und 7c gezeigt
sind, ist entsprechend ein länglicher Stegabschnitt 42 radial
an dem umlaufenden Rand 40 des Hitzeschildes 100 vorgesehen,
wobei hierzu jeweils ein länglicher
Aussparungsabschnitt 44 radial an dem umlaufenden Rand 40 angeordnet
ist, um den jeweiligen Stegabschnitt 42 zu bilden. Der
Stegabschnitt 42 kann dabei jeweils eine gleich bleibende
Dicke aufweisen, wie in 7a und 7c dargestellt
ist, oder über
die Länge
unterschiedlich dick ausgebildet sein, je nach Funktion oder Einsatzzweck.
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Die
jeweiligen Stegabschnitte 42 werden nach außen gebogen,
beispielsweise im Wesentlichen tangential nach außen gewölbt, um
einen Federarm 30 mit einem geeigneten Federweg einzustel len.
Der Federweg kann dabei größer ausgebildet werden,
wie der Federweg beispielsweise des Hitzeschildes 10 mit
einem umlaufenden Bund 36, wie es in den 5 und 6 dargestellt ist.
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Der
Wellfeder-Hitzeschild 100 kann dabei wenigstens einen,
zwei, drei oder mehr Stegabschnitte 42 aufweisen, die als
Federarme 30 nach außen
gebogen sind. Die Stegabschnitte 42 können dabei gleichmäßig, wie
in 7a und 7c gezeigt ist,
oder unregelmäßig radial
an dem umlaufenden Rand 40 des Hitzeschildes 100 angeordnet
sein, je nach Funktion oder Einsatzzweck. Die Stegabschnitte 42 können dabei
jeweils in ihrer Form und/oder Dimensionierung identisch oder unterschiedlich
ausgebildet sein. Des Weiteren können
statt einer Bahn 46 mit Stegabschnitten 42, wie
in 7a und 7c gezeigt
ist, auch zwei, drei und mehr Bahnen mit jeweils wenigstens einem
oder mehreren Stegabschnitten 42 vorgesehen sein. In 7a ist
dabei eine zweite Bahn 46 mit einem weiteren Stegabschnitt 42 mit
einer gestrichelten Linie angedeutet, wobei die Stegabschnitte 42 der
beiden Bahnen 46 beispielsweise im Wesentlichen fluchtend
angeordnet sind. Alternativ können
die Stegabschnitte 42 auch versetzt oder teilweise versetzt
zueinander angeordnet sein (nicht dargestellt).
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Des
Weiteren können
die Stegabschnitte 42 der Bahnen 46 jeweils beispielsweise
in ihrer Form und/oder Dimensionierung gleich oder verschieden ausgebildet
sein. Beispielsweise kann die äußere Bahn 46 die
längsten
Stegabschnitte 42 aufweisen und die innerste Bahn 46 die
kürzesten
Stegabschnitte 42 und umgekehrt, wobei die Stegabschnitte 42 der
Bahnen 46 beispielsweise die gleiche Form oder eine unterschiedliche
Form und Dimensionierung aufweisen können. Des Weiteren können die
Stegabschnitte 42 einer Bahn 46 oder mehrerer
Bahnen 46 gleich oder unterschiedlich stark gewölbt ausgebildet sein
bzw. den gleichen oder einen unterschiedlichen Federweg aufweisen.
Grundsätzlich
können
die Stegabschnitte 42 einer Bahn 46, sowie die
Stegabschnitte 42 mehrerer Bahnen 46 beliebig variiert
werden, je nach beispielsweise Funktion und Einsatzzweck.
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In 8 ist
nun ein Ausschnitt des Wellfeder-Hitzeschildes 100 in eingebautem
Zustand gezeigt, wobei das Turbinengehäuse 12 und das Lagergehäuse 14 beispielsweise über eine
Schraubenverbindung miteinander verbunden sind. In 8 ist
dabei eine entsprechende Anlagefläche 22 des Turbinengehäuses 12 dargestellt.
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Durch
die nach außen
gebogenen Stegabschnitte 42 bzw. durch die tangentiale
Anordnung der Federarme 30 können, bei gleichem Bauraum,
wesentlich längere
Federarme 30 realisiert werden. Die längeren Federarme 30 ermöglichen
wiederum eine flache Gestaltung der Federkennlinie, wie sie in 10 gezeigt
ist, d. h. dass über
den Arbeitsbereich der Feder die Federkraft konstant bleibt. Durch
die flache Kennlinie kann der axiale Federweg sehr groß gewählt werden,
wodurch ein Toleranzausgleich und ein Ausgleich der Wärmedehnung
ohne Abfallen der Federkraft ermöglicht
wird. Somit ist immer gewährleistet,
dass die Feder nicht lose wird.
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Durch
die Form der Federarme 30 bzw. durch die Form und Biegung
der Stegabschnitte 42 kann das Niveau der Federkraft im
Arbeitsbereich festgelegt werden. Es ist auch denkbar die Federarme 30 nicht
wie, in den 7a und 7c dargestellt
ist, in Umfangsrichtung geschlossen auszubilden. Stattdessen, kann
der Federarm 30 auch auf einer Seite oder beispielsweise
in der Mitte offen gestaltet sein, wie in den 7a und 7c mit
einer gestrichelten Linie angedeutet ist. Dadurch können ein
oder beide Abschnitt(e) des Federarms noch weiter nach außen gebogen
werden, um einen längeren Federweg
zu erzielen, wobei die beiden Abschnitte des Federarms 30 gleich
oder unterschiedlich stark nach außen gebogen werden können.
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In 9 ist
des Weiteren ein Ausschnitt des Wellfeder-Hitzeschildes 100 in eingebautem
Zustand gezeigt, wobei das Turbinengehäuse 12 und das Lagergehäuse 14 beispielsweise ü ber eine
Spannbandverbindung miteinander verbunden sind. In 9 ist dabei
eine entsprechende Anlagefläche 22 des
Turbinengehäuses 12 dargestellt
und des Weiteren ein axialer Spalt 32 zwischen dem Turbinengehäuse 12 und
dem Lagergehäuse 14.
Dabei ist der Wellfeder-Hitzeschild 100 mit seiner Öffnung 34 auf
die Welle 28 des Turboladers 16 bzw. auf einen
Vorsprung des Lagergehäuses 14 aufgeschoben.
Dabei ist ein Stegabschnitt 42 gezeigt der nach vorne gebogen
ist, vorzugsweise im Wesentlichen tangential, um den Federarm 30 zu
bilden, wobei das Lagergehäuse 14 und
das Turbinengehäuse 12 gegeneinander
verspannt sind beispielsweise über
eine Spannbandverbindung. Der Wellfeder-Hitzeschild 100 weist im
vorliegenden Fall eine abgestufte Topfform auf, es kann aber auch
beispielsweise als Scheibe ausgebildet werden, wobei die Stegabschnitte
entsprechend nach außen
gebogen sind, um Federarme zu bilden. Die zuvor gemachten Ausführungen
gelten daher entsprechend auch für
einen Wellfeder-Hitzeschild 100 in Form einer Scheibe.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung vorstehend anhand der bevorzugten Ausführungsbeispiele beschrieben
wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art
und Weise modifizierbar. Die zuvor beschriebenen Ausführungsformen
sind dabei miteinander kombinierbar, insbesondere einzelne Merkmale
davon.