DE102012006710A1 - Abgasturbolader - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Abgasturbolader (12) mit einer ein Turbinengehäuse (20) umfassenden Turbine und mit einem Lagergehäuse (18), an welchem zumindest teilweise eine vom Lagergehäuse (18) und vom Turbinengehäuse (20) separat ausgebildete Leiteinrichtung (10) angeordnet ist, die ein Abdeckelement (16) und ein Trägerelement (14) umfasst, welche unter Ausbildung eines Strömungskanals (22) zwischen dem Abdeckelement (16) und dem Trägerelement (14) in axialer Richtung voneinander beabstandet sind, wobei an dem Trägerelement (14) Leitschaufeln der Leiteinrichtung (10), mittels welchen den Strömungskanal (22) durchströmendes Abgas ableitbar ist, relativ zu dem Trägerelement (14) bewegbar gelagert sind, wobei das Trägerelement (14) mittels wenigstens eines teilweise im Trägerelement (14) und teilweise im Lagergehäuse (18) aufgenommenen, starren Befestigungselements (24) am Lagergehäuse (18) befestigt ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Abgasturbolader gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
  • Aus der EP 2 348 194 A1 ist ein Abgasturbolader mit einer ein Turbinengehäuse umfassenden Turbine bekannt. Der Abgasturbolader umfasst auch ein Lagergehäuse zur Lagerung eines Rotors des Abgasturboladers. Der Rotor umfasst dabei eine Welle und ein mit der Drehwelle drehfest verbundenes Turbinenrad. An dem Lagergehäuse ist zumindest teilweise eine vom Lagergehäuse und vom Turbinengehäuse separat ausgebildete Leiteinrichtung angeordnet. Die Leiteinrichtung umfasst ein Abdeckelement und ein Trägerelement, welche unter Ausbildung eines Strömungskanals zwischen dem Abdeckelement und dem Trägerelement in axialer Richtung des Abgasturboladers voneinander beabstandet sind. An dem Trägerelement sind Leitschaufeln der Leiteinrichtung relativ zu dem Trägerelement bewegbar gelagert. Die Leitschaufeln dienen dazu, den Strömungskanal durchströmendes Abgas abzuleiten, so dass das Turbinenrad strömungsgünstig von dem Abgas angeströmt und angetrieben wird. Durch die relativ zu dem Trägerelement und dem Abdeckelement bewegbaren Leitschaufeln ist eine variable Turbinengeometrie des Abgasturboladers dargestellt.
  • Ein solcher Abgasturbolader ist auch aus der DE 10 2009 004 737 A1 bekannt. Das Trägerelement wird von einer Anschubfederung axial gegen relativ stationäre Anschläge gespannt, wobei die Anschubfederung das Trägerelement innerhalb einer den Anschlägen radial benachbarten Ringzone auf der von den Anschlägen abgewandten Seite des Trägerelements beaufschlagt.
  • Es hat sich gezeigt, dass die separat vom Turbinengehäuse und vom Lagergehäuse ausgebildete Leiteinrichtung während des Betriebs des Abgasturboladers relativ hohen Temperaturen unterworfen wird, welche eine thermische Verformung der Leiteinrichtung und insbesondere des Trägerelements und des Abdeckelements bewirken. Dabei kann es vorkommen, dass sich das Abdeckelement und das Trägerelement unterschiedlich von den Leitschaufeln und insbesondere unterschiedlich von dem Lagergehäuse und von dem Turbinengehäuse verformen. Um ein Verklemmen der Leitschaufeln zu vermeiden, sind daher entsprechend große Funktionsspalte zwischen den Leitschaufeln und dem Abdeckelement und zwischen den Leitschaufeln und dem Trägerelement vorzusehen. Über diese Funktionsspalte kann das den Strömungskanal durchströmende Abgas an den Leitschaufeln vorbei und so ungerichtet das Turbinenrad anströmen, was den effizienten Betrieb des Abgasturboladers beeinträchtigt.
  • Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Abgasturbolader der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass der Abgasturbolader einen effizienteren Betrieb aufweist.
  • Diese Aufgabe wird durch einen Abgasturbolader mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nichttrivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
  • Ein solcher Abgasturbolader umfasst eine Turbine mit einem Turbinengehäuse sowie einem Lagergehäuse. An dem Lagergehäuse ist zumindest teilweise eine vom Lagergehäuse und vom Turbinengehäuse separat ausgebildete Leiteinrichtung angeordnet. Die Leiteinrichtung umfasst ein Abdeckelement und ein Trägerelement. Das Abdeckelement und das Trägerelement sind unter Ausbildung eines Strömungskanals zwischen dem Abdeckelement und dem Trägerelement in axialer Richtung des Abgasturboladers voneinander beabstandet. An dem Trägerelement sind Leitschaufeln der Leiteinrichtung relativ zu dem Trägerelement und relativ zu dem Abdeckelement bewegbar gelagert. Mittels der Leitschaufeln ist den Strömungskanal durchströmendes Abgas ableitbar. Mit anderen Worten ist mittels des Abdeckelements und des Trägerelements ein Strömungskanal in axialer Richtung der Turbine begrenzt, wobei das den Strömungskanal durchströmende Abgas mittels der Leitschaufeln abgeleitet bzw. umgelenkt gelenkt werden kann.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Trägerelement mittels wenigstens eines teilweise im Trägerelement und teilweise im Lagergehäuse aufgenommenen, starren Befestigungselements am Lagergehäuse befestigt ist. Das für sich starre, d. h. zumindest im Wesentlichen biegesteife und unflexible Befestigungselement ermöglicht die besonders vorteilhafte Befestigung des Trägerelements und damit der Leiteinrichtung am Lagergehäuse, so dass eine Deformation des Trägerelements und damit der Leiteinrichtung insbesondere infolge hoher Temperaturbeaufschlagungen beim Betrieb des Abgasturboladers gering gehalten werden können. Damit ist die Gefahr, dass es zu einem Verklemmen und/oder zu einer anderweitigen Fehlfunktion der Leitschaufeln während des Betriebs des Abgasturboladers kommt, besonders gering. Der erfindungsgemäße Abgasturbolader weist somit eine besonders hohe Funktionserfüllungssicherheit auf.
  • Darüber hinaus können Funktionsspalte zwischen den Leitschaufeln und dem Trägerelement und zwischen den Leitschaufeln und dem Abdeckelement besonders gering gehalten werden. Dadurch kann das den Strömungskanal durchströmende Abgas nicht oder in einer nur sehr geringen Menge an den Leitschaufeln vorbeiströmen und ein in dem Turbinengehäuse zumindest teilweise aufgenommenes Turbinenrad ungerichtet anströmen. Dies bedeutet, dass der zumindest überwiegende Teil des den Strömungskanal durchströmenden Abgases mittels der Leitschaufeln abgeleitet bzw. entsprechend umgelenkt wird, so dass das Abgas das Turbinenrad einer Turbine des Abgasturboladers in einem günstigen Strömungswinkel anströmen und somit effizient antreiben kann. Der erfindungsgemäße Abgasturbolader weist somit einen besonders effizienten Betrieb auf. Somit ist es möglich, eine dem Abgasturbolader zugeordnete Verbrennungskraftmaschine, insbesondere Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine, effizient aufzuladen. Daraus resultieren ein geringer Kraftstoffverbrauch sowie geringe CO2-Emissionen.
  • In besonders vorteilhafter Ausgestaltung ist das Befestigungselement ein Bolzen. Dadurch können Deformationen des Trägerelements besonders gering gehalten werden, so dass besonders schmale, d. h. kleine Funktionsspalte realisierbar sind. Dies führt zu einer besonders effizienten und damit wirkungsgradgünstigen Betreibbarkeit des erfindungsgemäßen Abgasturboladers.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Trägerelement von dem Lagergehäuse beabstandet. Dies bedeutet, dass das Trägerelement nicht an dem Lagergehäuse abgestützt ist bzw. nicht an diesem anliegt. Somit können Beeinflussungen des Lagergehäuses auf das Verformungsverhalten des Trägerelements sehr gering gehalten oder vermieden werden. Dies geht mit einer nur sehr geringen Verformung des Trägerelements und somit der Leiteinrichtung einher. In der Folge können die Funktionsspalte besonders schmal ausgestaltet werden, was dem effizienten Betrieb des Abgasturboladers zugute kommt.
  • Zur Realisierung besonders geringer Funktionsspalte und somit eines besonders effizienten Betriebs des Abgasturboladers ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass die Leiteinrichtung von dem Lagergehäuse beabstandet ist.
  • Vorzugsweise ist die Leiteinrichtung auch von dem Turbinengehäuse, insbesondere von allen Gehäuseteilen, des Abgasturboladers, in welchem die Leiteinrichtung teilweise aufgenommen ist, beabstandet. Dadurch können auch etwaige Beeinflussungen des Turbinengehäuses auf das Verformungsverhalten der Leiteinrichtung vermieden oder zumindest gering gehalten werden, was zur Realisierung besonders geringer Funktionsspalte führt, Infolge der Beabstandung kann insbesondere ein Wärmeübergang von dem Lagergehäuse und/oder von dem Turbinengehäuse auf die Leiteinrichtung vermieden oder gering gehalten werden.
  • Sind die Leitschaufeln bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ausschließlich an dem Trägerelement angeordnet, so birgt dies den Vorteil, dass dadurch die Funktionsspalte sehr gering gehalten werden können. Dies geht mit einem effizienten und wirkungsgradgünstigen Betrieb des Abgasturboladers einher.
  • Die relativ zum Trägerelement und relativ zum Abdeckelement bewegbaren Leitschaufeln bilden eine variable Turbinengeometrie der Turbine. Dabei sind die Leitschaufeln beispielsweise um jeweilige Drehachsen relativ zu dem Trägerelement und relativ zu dem Abdeckelement drehbar. Durch das Bewegen der Leitschaufeln kann ein effektiver Strömungsquerschnitt der Turbine eingestellt werden, so dass die Turbine und insbesondere ihr Turbinenrad sowohl bei großen Abgasmassenströmen als auch bei demgegenüber geringeren Abgasmassenströmen effizient antreibbar sind. Mit anderen Worten ermöglicht es die Bewegbarkeit der Leitschaufeln, die Turbine an unterschiedliche Abgasmassenströme und somit an unterschiedliche Betriebspunkte der zugeordneten Verbrennungskraftmaschine anzupassen.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Abdeckelement über wenigstens ein Verbindungselement an dem Trägerelement gehalten. Die Befestigung bzw. Fixierung des Abdeckelements an bzw. relativ zu dem Lagergehäuse und dem Turbinengehäuse erfolgt vorzugsweise ausschließlich über das Trägerelement. So können die Verformung und insbesondere Relativverformungen zwischen dem Abdeckelement, dem Trägerelement und den Leitschaufeln vermieden oder sehr gering gehalten werden. Mittels der Halterung des Abdeckelements am Trägerelement kann das Abdeckelement von dem Turbinengehäuse und dem Lagergehäuse beabstandet sein.
  • Das Abdeckelement wird auch als Gegenkonturelement oder Konturelement bezeichnet, da es zumindest bereichsweise eine Gegenkontur aufweist, welche zumindest im Wesentlichen mit einer Außenkontur des Turbinenrads korrespondiert.
  • Zur Darstellung einer sehr einfachen und damit zeit- und kostengünstigen Montage der Leiteinrichtung an dem Lagergehäuse ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass das Befestigungselement in radialer Richtung in dem Lagergehäuse und in dem Trägerelement angeordnet ist. Mit anderen Worten wird bei der Montage der Leiteinrichtung das Befestigungselement in radialer Richtung des Abgasturboladers in jeweilige Aufnahmeöffnungen des Lagergehäuses und des Trägerelements gesteckt.
  • Insbesondere ist es dadurch möglich, die Leiteinrichtung zu montieren, nachdem das Turbinenrad bereits in einem Aufnahmeraum des Turbinengehäuses angeordnet und an dem Lagergehäuse gelagert ist. Dabei wird das Befestigungselement beispielsweise zunächst in einer Aufnahmeöffnung des Abdeckelements angeordnet und anschließend in radialer Richtung in eine korrespondierende, weitere Aufnahmeöffnung des Turbinengehäuses bewegt, insbesondere gedrückt.
  • Die Leiteinrichtung ist vorteilhafterweise mittels des Befestigungselements sowohl in axialer Richtung als auch in radialer Richtung relativ zu dem Lagergehäuse lagegesichert.
  • Zur Darstellung einer besonders festen und definierten Befestigung des Abdeckelements und darüber der Leiteinrichtung am Lagergehäuse ist bei einer weiteren Ausführungsform eine Mehrzahl von teilweise im Trägerelement und teilweise im Lagergehäuse aufgenommenen, starren Befestigungselementen vorgesehen, mittels welchen das Trägerelement am Lagergehäuse befestigt ist. Die mehreren Befestigungselemente können in Umfangsrichtung des Trägerelements insbesondere zumindest im Wesentlichen gleichmäßig verteilt angeordnet sein. Vorzugsweise sind drei Befestigungselemente vorgesehen, welche paarweise um zumindest im Wesentlichen 120° in Umfangsrichtung des Trägerelements voneinander beabstandet sind. Hiermit wird gleichzeitig eine Zentrierung und eine axiale Positionierung des Trägerelements erreicht, unabhängig davon, ob das Trägerelement vom Lagergehäuse beabstandet ausgebildet ist oder nicht.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
  • Die Zeichnung zeigt in:
  • 1 eine schematische Vorderansicht einer Leiteinrichtung einer Turbine eines Abgasturboladers für eine Verbrennungskraftmaschine' welche ein Trägerelement umfasst, das mittels Bolzen an einem Ladegehäuse des Abgasturboladers befestigbar ist;
  • 2 ausschnittsweise eine schematische Längsschnittansicht eines Abgasturboladers für eine Verbrennungskraftmaschine mit einem Lagergehäuse und mit einer Leiteinrichtung, welche über ein Trägerelement der Leiteinrichtung an dem Lagergehäuse befestigt ist; und
  • 3 ausschnittsweise eine Längsschnittansicht einer weiteren Ausführungsform des Abgasturboladers gemäß 2.
  • Die 1 zeigt eine Leiteinrichtung 10 für einen Abgasturbolader 12 (2 und 3) für eine beispielsweise als Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine ausgebildete Verbrennungskraftmaschine' Von der Leiteinrichtung 10 ist in der 1 lediglich ein Trägerelement 14 erkennbar. Wie in Zusammenschau mit der 3 erkennbar ist, umfasst die Leiteinrichtung 10 auch ein Abdeckelement 16, welches in axialer Richtung des Abgasturboladers 12 von dem Trägerelement 14 beabstandet und gegenüber dem Trägerelement 14 angeordnet ist. Die Leiteinrichtung 10 ist teilweise in einem Lagergehäuse 18 und teilweise in einem Turbinengehäuse 20 des Abgasturboladers 12 anzuordnen bzw. gemäß den 2 und 3 angeordnet.
  • Das Trägerelement 14 und das Abdeckelement 16 begrenzen einen Strömungskanal 22 in axialer Richtung. Der Strömungskanal 22 ist fluidisch mit wenigstens einem Zuführkanal des Turbinengehäuses 20 verbunden. Der Zuführkanal des Turbinengehäuses 20 ist fluidisch mit wenigstens einem Brennraum, insbesondere einem Zylinder, der Verbrennungskraftmaschine verbunden, so dass Abgas aus dem Brennraum in den Zuführkanal und von dem Zufürhrkanal durch den Strömungskanal 22 strömen kann.
  • Der Strömungskanal 22 mündet in einen Aufnahmeraum des Turbinengehäuses 20, in welchem zumindest teilweise ein Turbinenrad einer Turbine des Abgasturboladers 12 relativ zum Turbinengehäuse 20 und relativ zum Lagergehäuse 18 drehbar aufgenommen ist.
  • Das den Strömungskanal 22 durchströmende Abgas kann das Turbinenrad anströmen und antreiben, so dass sich das Turbinenrad um eine Drehachse relativ zum Turbinengehäuse 20 und relativ zum Lagergehäuse 18 dreht. Babel ist das Turbinenrad drehfest mit einer Welle verbunden, welche in dem Lagergehäuse 18 gelagert ist.
  • Mit der Welle ist auch ein Verdichterrad eines Verdichters des Abgasturboladers 12 drehfest verbunden. Dadurch kann das Verdichterrad über das Turbinenrad angetrieben werden und der Verbrennungskraftmaschine zuzuführende Luft verdichten. So ist es möglich, die Verbrennungskraftmaschine mittels des Abgasturboladers 12 mit verdichteter Luft zu versorgen und somit effizient und kraftstoffverbrauchsarm anzutreiben.
  • Die Leiteinrichtung 10 umfasst auch in den 1 bis 3 nicht dargestellte Leitschaufeln, welche um jeweilige Drehachsen relativ zu dem Trägerelement 14 und dem Abdeckelement 18 drehbar sind und welche ausschließlich an dem Trägerelement 14 gelagert sind. Das Trägerelement 14 ist vorliegend als Trägerring ausgebildet.
  • Die Leitschaufeln bilden eine variable Turbinengeometrie der Turbine des Abgasturboladers 12, so dass die Turbine durch Drehen der Leitschaufeln an unterschiedliche Abgasmassenströme angepasst werden kann. Dadurch kann die Turbine sowohl bei niedrigen als auch bei demgegenüber hohen Abgasmassenströmen effizient angetrieben werden.
  • Die zumindest teilweise in dem Strömungskanal 22 angeordneten Leitschaufeln können das Abgas ablenken bzw. ableiten, so dass des Abgas das Turbinenrad in einem strömungsgünstigen Winkel anströmen kann. Dies trägt zum effizienten Betrieb des Abgasturboladers 12 bei.
  • Wie der 1 zu entnehmen ist, sind zur Befestigung der Leiteinrichtung 10 relativ zu dem Lagergehäuse 18 und relativ zu dem mit dem Lagergehäuse 18 verbundenen Turbinengehäuse 20 starre Befestigungselemente in Form von Bolzen 24 vorgesehen. Die Bolzen 24 sind dabei teilweise in jeweiligen, ersten Aufnahmeöffnungen 26 des Trägerelements 14 sowie teilweise in korrespondierenden, zweiten Aufnahmeöffnungen 28 des Lagergehäuses 18 aufgenommen.
  • Wie insbesondere der 3 zu entnehmen ist, erfolgt die Befestigung der Leiteinrichtung 10 an dem Lagergehäuse 18 und dem Turbinengehäuse 20 ausschließlich über das Trägerelement 14. Dabei ist das Abdeckelement 16 über ein Verbindungselement 30 am Trägerelement 14 gehalten, so dass das Abdeckelement 16 über das Verbindungselement 30 und das Trägerelement 14 am Lagergehäuse 18 und am mit dem Lagergehäuse 18 verbundenen Turbinengehäuse 20 gehalten ist. Das Verbindungselement 30 ist beispielsweise eine Distanzhülse, mittels welcher das Trägerelement 14 und das Abdeckelement 16 in axialer Richtung unter Ausbildung des Strömungskanals 22 voneinander beabstandet sind.
  • Die Leiteinrichtung 10 ist mittels der Bolzen 24 sowohl in radialer Richtung als auch in axialer Richtung relativ zu dem Lagergehäuse 18 und zu dem Turbinengehäuse 20 lagegesichert. Darüber hinaus ist die Leiteinrichtung 10 vollständig von dem Lagergehäuse 18 und von dem Turbinengehäuse 20 beabstandet. Dies bedeutet, dass die Leiteinrichtung 10 nicht direkt an dem Lagergehäuse 18 und dem Turbinengehäuse 20 anliegt bzw. mit diesen in Kontakt steht. Dadurch kann ein Wärmeübergang beim Betrieb des Abgasturboladers 12, bei welchem insbesondere das Turbinengehäuse 20 von dem Abgas durchströmt wird, zwischen der Leiteinrichtung 10 und dem Lagergehäuse 18 sowie zwischen der Leiteinrichtung 10 und dem Turbinengehäuse 20 in einem besonders geringen Rahmen gehalten werden. Ferner können aufgrund der Beabstandung der Leiteinrichtung 10 vom Lagergehäuse 18 und vom Turbinengehäuse 20 Beeinflussungen des Lagergehäuses 18 und des Turbinengehäuses 20 auf das Verformungsverhalten der Leiteinrichtung 10 bei der Wärmebeaufschlagung durch das Abgas vermieden oder gering gehalten werden, welche die Position der Leiteinrichtung 10 relativ zum Lagergehäuse 18 und relativ zum Turbinengehäuse 20 beeinträchtigen könnten.
  • Aufgrund der Beabstandung der Leiteinrichtung 10 von dem Lagergehäuse 18 und dem Turbinengehäuse 20 kann ein Wärmeübergang von dem Lagergehäuse 18 und dem Turbinengehäuse 20 auf die Leiteinrichtung 10 gering gehalten werden. Daraus resultieren geringe Temperaturgradienten insbesondere des Trägerelements 14 und somit nur besonders geringe temperaturbedingte Verformungen.
  • Mit anderen Worten ist es möglich, dass sich insbesondere das Turbinengehäuse 20 und die Leiteinrichtung 10 infolge der Temperaturbeaufschlagung von dem Abgas zueinander unterschiedlich gering verformen, d. h. ausdehnen und/oder zusammenziehen können, ohne dass es zu einer Beeinträchtigung der Ausrichtung der Leiteinrichtung 10 kommt. Insbesondere ist es aufgrund der Beabstandung möglich, dass sich das Trägerelement 14 und des Abdeckelement 16 frei thermisch ausdehnen können, ohne dass es zu unerwünschten Verspannungen der Leiteinrichtung 10 kommt.
  • Es ist eine freie, thermische Expansion der Leiteinrichtung 10 und insbesondere des Trägerelements 14 in radialer Richtung möglich. Auch eine axiale, thermische Expansion wird nicht beeinträchtigt, da die Ausdehnung des Trägerelements 14 vorzugsweise größer ist als die temperaturbedingte Ausdehnung der Bolzen 24. Die geringen oder vermiedenen Spannungen infolge der freien, thermischen Expansion führen auch zur Realisierung nur geringe Verformungen der Leiteinrichtung 10 beim Betrieb des Abgasturboladers 12.
  • Darüber hinaus ist es möglich, die Leiteinrichtung 10 zu montieren, nachdem das Turbinenrad in dem Aufnahmeraum angeordnet und an dem Lagergehäuse 18 gelagert wurde. So ist eine zeit- und kostengünstige Herstellung des Abgasturboladers 12 ermöglicht.
  • Wie insbesondere der 3 zu entnehmen ist, schließt sich in axialer Richtung an das Trägerelement 14 vom Strömungskanal 22 weg ein Strömungsraum 32 an, welcher zumindest teilweise vom Trägerelement 14 begrenzt ist. Abgas kann über einen Verbindungskanal 34 von stromauf der Leiteinrichtung 10 in den Strömungsraum 32 einströmen. Um nun eine Strömung des Abgases aus dem Strömungsraum 32 zwischen dem Trägerelement 14 und dem Lagergehäuse 18 hindurch zum Turbinenrad zu vermeiden, ist ein Dichtungselement 36 vorgesehen, mittels welchem des Trägerelement 14 und das Lagergehäuse 18 zueinander abgedichtet sind. Vorliegend ist das Dichtungselement 36 als U-Dichtring ausgebildet.
  • Um ein Strömen des Abgases von stromauf der Leiteinrichtung 10 zwischen dem Turbinengehäuse 20 und dem Abdeckelement 16 hindurch zu vermeiden, ist ein weiteres Dichtungselement 38 vorgesehen. Das weitere Dichtungselement 38 dichtet das Abdeckelement 16 und das Turbinengehäuse 20 zueinander ab und ist vorliegend als U-Dichtring ausgebildet. Somit strömt zumindest im Wesentlichen das gesamte Abgas durch den Strömungskanal 22, kann von den Leitschaufeln entsprechend abgeleitet bzw. umgelenkt werden und somit das Turbinenrad strömungsgünstig antreiben. Die Abdichtung des Trägerelements 14 gegen das Lagergehäuse 18 bzw. des Abdeckelements 16 gegen das Turbinengehäuse 20 kann dabei auf besonders einfache und kostengünstige Weise erfolgen.
  • Wie insbesondere anhand der 1 erkennbar ist, sind vorliegend drei Bolzen 24 zum Befestigen des Trägerelements 14 am Lagergehäuse 18 vorgesehen. Die drei Bolzen 24 sind dabei in Umfangsrichtung des Trägerelements 14 gleichmäßig verteilt angeordnet.
  • Die ersten Aufnahmeöffnungen 26 des Trägerelements 14 sind vorliegend als Durchgangsöffnungen ausgebildet, so dass die jeweils korrespondierenden Bolzen 24 auf zeit- und kostengünstige Weise in die Aufnahmeöffnungen 26 ein- bzw. durch diese hindurchgesteckt werden können. Ferner können darüber die Bolzen 24 in die jeweils korrespondierenden, zweiten Aufnahmeöffnungen 28 des Lagergehäuses 18 eingesteckt werden.
  • Vorliegend verläuft die Steckrichtung bzw. die Befestigungsrichtung der Bolzen 24 zumindest im Wesentlichen in radialer Richtung, wodurch die einfache und damit zeit- und kostengünstige Montage der Leiteinrichtung 10 ermöglicht ist. Die Bolzen 24 sichern dabei sowohl die axiale als auch radiale Position der Leiteinrichtung 10 relativ zum Lagergehäuse 18.
  • Um einen allzu großen Wärmeeintrag in das Lagergehäuse 18 zu vermeiden, ist ein Hitzeschild 40 vorgesehen, welches einerseits am Lagergehäuse 18 und andererseits am Trägerelement 14 abgestützt ist.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 2348194 A1 [0002]
    • DE 102009004737 A1 [0003]

Claims (10)

  1. Abgasturbolader (12) mit einer ein Turbinengehäuse (20) umfassenden Turbine und mit einem Lagergehäuse (18), an welchem zumindest teilweise eine vom Lagergehäuse (18) und vom Turbinengehäuse (20) separat ausgebildete Leiteinrichtung (10) angeordnet ist, die ein Abdeckelement (16) und ein Trägerelement (14) umfasst, welche unter Ausbildung eines Strömungskanals (22) zwischen dem Abdeckelement (16) und dem Trägerelement (14) in axialer Richtung voneinander beabstandet sind, wobei an dem Trägerelement (14) Leitschaufeln der Leiteinrichtung (10), mittels welchen den Strömungskanal (22) durchströmendes Abgas ableitbar ist, relativ zu dem Trägerelement (14) bewegbar gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (14) mittels wenigstens eines teilweise im Trägerelement (14) und teilweise im Lagergehäuse (18) aufgenommenen, starren Befestigungselements (24) am Lagergehäuse (18) befestigt ist.
  2. Abgasturbolader (12) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (24) ein Bolzen (24) ist.
  3. Abgasturbolader (12) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (14) von dem Lagergehäuse (18) beabstandet ist.
  4. Abgasturbolader (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiteinrichtung (10) von dem Lagergehäuse (18) beabstandet ist.
  5. Abgasturbolader (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiteinrichtung (10) auch von dem Turbinengehäuse (20), insbesondere von allen Gehäuseteilen (18, 20), des Abgasturboladers (12) beabstandet ist.
  6. Abgasturbolader (12) nach einem Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (14) von allen Gehäuseteilen (18, 20) des Abgasturboladers (12) beabstandet ist.
  7. Abgasturbolader (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitschaufeln ausschließlich an dem Trägerelement (14) gelagert sind.
  8. Abgasturbolader (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdeckelement (16) über wenigstens ein Verbindungselement (30) an dem Trägerelement (14) gehalten ist.
  9. Abgasturbolader (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (24) in radialer Richtung in dem Lagergehäuse (18) und in dem Trägerelement (14) angeordnet ist.
  10. Abgasturbolader (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (14) mittels einer Mehrzahl von teilweise im Trägerelement (14) und teilweise im Lagergehäuse (18) aufgenommenen, starren Befestigungselementen (24) am Lagergehäuse (18) befestigt ist.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009004737A1 (de) 2008-01-21 2009-07-23 Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg Turbolader mit variabler Turbinengeometrie
EP2348194A2 (de) 2010-01-25 2011-07-27 Rolls-Royce plc Dichtungsanordnung für einen Gasturbinenmotor

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009004737A1 (de) 2008-01-21 2009-07-23 Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg Turbolader mit variabler Turbinengeometrie
DE102008000776A1 (de) * 2008-01-21 2009-08-13 Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg Turbine, insbesondere für einen Abgasturbolader, sowie Abgasturbolader
EP2348194A2 (de) 2010-01-25 2011-07-27 Rolls-Royce plc Dichtungsanordnung für einen Gasturbinenmotor

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