DE102016002735A1

DE102016002735A1 - Verdichteraufbau mit dynamischer Diffusorringsicherung

Info

Publication number: DE102016002735A1
Application number: DE102016002735.5A
Authority: DE
Inventors: Richard E. Annati; Jeffrey W. McCormack; Thomas J. Williams; Gary W. POWERS; David E. Harnadek
Original assignee: Caterpillar Inc
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 2015-03-09
Filing date: 2016-03-07
Publication date: 2016-09-15
Also published as: CN205401247U; US20160265549A1

Abstract

Die Offenbarung betrifft einen Verdichteraufbau (90). Der Verdichteraufbau (90) kann ein Verdichtergehäuse (40) aufweisen, das eine Innenwand (132) aufweisen kann, die unter einem ersten Winkel gegenüber einer Ebene, die im Wesentlichen senkrecht zu einer Drehachse (50) des Verdichteraufbaus (90) angeordnet ist, geneigt ist. Der Verdichteraufbau (90) kann ferner ein Verdichterlaufrad (16) aufweisen, das im Inneren des Verdichtergehäuses (40) angeordnet ist. Der Verdichteraufbau (90) kann ferner ein Lagergehäuse (44) aufweisen, das an dem Verdichtergehäuse (40) angebracht ist. Das Lagergehäuse (44) kann einen Körperteil (102) und eine Rippe (104) aufweisen, die sich von dem Körperteil (102) zu einem Rippenende (108) nach außen erstreckt. Die Rippe (104) kann unter einem zweiten Winkel gegenüber der Ebene geneigt sein. Der Verdichteraufbau (90) kann einen Diffusorring (60) aufweisen, der zwischen der Innenwand (132) und der Rippe (104) angeordnet ist. Der Verdichteraufbau (90) kann ferner eine Feder (184) aufweisen, die zwischen der Rippe (104) und dem Diffusorring (60) angeordnet ist. Die Feder (184) kann zum Ausüben einer im Wesentlichen axialen Kraft auf den Diffusorring (60) ausgebildet sein.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein einen Verdichteraufbau und insbesondere einen Verdichteraufbau mit einer dynamischen Diffusorringsicherung.
Hintergrund
Brennkraftmaschinen wie beispielsweise Dieselmotoren, Ottomotoren oder Gasmotoren verwenden Turbolader, um dem Motor komprimierte Luft für die Verbrennung zur Verfügung zu stellen. Ein Turbolader verdichtet die in den Motor strömende Luft und trägt dazu bei, dass mehr Luft in die Brennkammern des Motors geführt wird. Die erhöhte Luftzufuhr ermöglicht, dass mehr Kraftstoff in den Brennkammern verbrannt wird, wodurch eine Leistungsabgabe des Motors erhöht wird.
Ein typischer Turbolader umfasst eine Welle, ein Turbinenrad, das mit einem Ende der Welle verbunden ist, ein Verdichterrad, das mit dem anderen Ende der Welle verbunden ist, und Lager zum Lager der Welle. Das Verdichterrad, das Turbinenrad und die Lager sind in separaten Gehäusen, die miteinander verbunden sind, untergebracht. Abgas aus dem Motor expandiert beim Passieren des Turbinenrads und dreht das Turbinenrad. Das Turbinenrad seinerseits dreht das Verdichterrad mit Hilfe der Welle. Das Verdichterrad nimmt kalte Luft aus der Umgebung auf und fördert die verdichtete Luft in die Brennkammern des Motors.
Die Verdichterstufe eines Turboladers weist häufig einen Diffusor auf, der dazu ausgebildet ist, die Geschwindigkeit der Luft, die das Verdichterrad verlässt, zu verrringern. Eine Verringerung der Luftgeschwindigkeit führt zu einem Anstieg des Luftdrucks im Inneren der Verdichterstufe, was wiederum dazu beiträgt, dass komprimierte Luft in die Brennkammern des Motors geführt wird. Der Verdichterdiffusor weist für gewöhnlich Schaufeln auf, die sich zwischen dem Lagergehäuse und dem Verdichtergehäuse erstrecken. Diese Schaufeln leiten die wirbelnde Luft von dem Verdichterlaufrad in das spiralförmige Verdichtergehäuse (Verdichtergehäusespirale). Da das Verdichtergehäuse, der Verdichterdiffusor und das Lagergehäuse verschiedenen und wechselnden Temperaturen ausgesetzt sind, dehnen und ziehen sich diese Komponenten unterschiedlich stark zusammen, wodurch Lücken (Spalte) zwischen den Spitzen der Schaufeln und den Innenwänden des Verdichtergehäuses hervorgerufen werden. Ein Austreten (Sickern) von Luft durch diese Spalte kann die Verdichterleistung signifikant reduzieren.
Ein Versuch manche der oben genannten Probleme zu beheben, ist in US 6,168,375 (im Folgenden US'375 genannt) offenbart. US'375 offenbart einen Turbolader mit einem Radialverdichter, der einen ringförmigen Diffusor mit Schaufeln (Schaufeldiffusor) im Inneren des Verdichtergehäuses aufweist. Der Schaufeldiffusor des US'375 ist in einem Kanal angeordnet, der in einer in Axialrichtung weisenden Fläche einer Verdichtergehäuserückplatte ausgebildet ist. Der Schaufeldiffusor des US'375 ist zudem an einem Ende durch eine Lippe an der Rückplatte und am anderen Ende an einem Abschnitt des Verdichtergehäuses abgestützt. US'375 offenbart eine Kompressionsfeder vom Typ Wellfeder, die zwischen dem Schaufeldiffusor und der in Axialrichtung weisenden Rückplatte angeordnet ist, um die Schaufel gegen die Wand des Verdichtergehäuses, die eine Seite des Diffusors bildet, zu drücken. US'375 offenbart ferner, dass während eines Turboladerbetriebs der statische Druck in der Verdichtergehäusespirale hinter dem Schaufeldiffusor zurücksickert, um den Schaufeldiffusor von der Rückplatte axial wegzuschieben, was dazu beiträgt, dass die Schaufeln mit dem Gehäuse in Kontakt gehalten werden. Darüber hinaus offenbart US'375, dass die Wellfeder eine Druckkraft auf den Schaufeldiffusor ausübt, um ihn unabhängig vom statischen Druck von der Rückplatte axial wegzuschieben. Ferner offenbart US'375 eine ringförmige Dichtung, die in einer Dichtungsnut angeordnet ist, die in der in Axialrichtung weisenden Fläche der Rückplatte ausgebildet ist. Die Dichtung des US'375 ist zwischen dem Schaufeldiffusor und der Rückplatte angeordnet und verringert eine Luftrückströmung an der Rückseite des Schaufeldiffusors.
Obwohl US'375 einen federbelasteten Diffusor offenbart, mag der offenbarte Diffusor immer noch nicht optimal sein. Beispielsweise mag das offenbarte Design des federbelasteten Diffusors nicht in einem Mixed-flow-Turbolader (d. h. einem Turbolader mit einem Verdichter, bei dem der Luftstrom nicht radial ist sondern eine unter einem Winkel verlaufende und eine axiale Geschwindigkeitskomponente aufweist), der keine Rückplatte mit in Axialrichtung weisenden Abschnitten aufweist, verwendet werden. Der offenbarte Diffusor mag ferner nicht ausreichend Platz für eine radiale Ausdehnung während eines Betriebs des Turboladers aufweisen, da der Diffusor des US'375 durch die Lippe der Rückplatte und durch das Verdichtergehäuse radial eingeengt ist. Da zudem die Wellfeder und die Dichtung des US'375 an der gleichen in Axialrichtung weisenden Rückplattenfläche angeordnet sind, kann die Wellfeder den Diffusor von der Rückplattenfläche axial wegschieben, was die Effektivität der Dichtung verringert und eine Luftrückführung um die Rückplatte ermöglicht. Ferner benötigt der Diffusor des US'375 die Herstellung eines Kanals zur Aufnahme der Feder in der in Axialrichtung weisenden Rückplattenfläche. Die Notwendigkeit der Herstellung eines Kanals für die Feder kann die Herstellungskosten des Verdichteraufbaus des US'375 erhöhen.
Der Verdichteraufbau der vorliegenden Offenbarung löst eines oder mehrere der oben beschriebenen Probleme und/oder andere aus dem Stand der Technik bekannte Probleme.
Zusammenfassung der Offenbarung
Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft einen Verdichteraufbau. Der Verdichteraufbau kann ein Verdichtergehäuse aufweisen. Das Verdichtergehäuse kann eine Innenwand aufweisen, die unter einem ersten Winkel gegenüber einer Ebene, die im Wesentlichen senkrecht zu einer Drehachse des Verdichtergehäuses angeordnet ist, geneigt ist. Der Verdichteraufbau kann ferner ein Verdichterlaufrad aufweisen, das im Inneren des Verdichtergehäuses angeordnet ist. Der Verdichteraufbau kann ferner ein Lagergehäuse aufweisen, das an dem Verdichtergehäuse angebracht ist. Das Lagergehäuse kann einen Körperteil (Körperabschnitt) und eine Rippe (Steg) aufweisen. Die Rippe kann sich von dem Körperteil zu einem Rippenende nach außen erstrecken. Die Rippe kann unter einem zweiten Winkel gegenüber der Ebene geneigt sein. Der Verdichteraufbau kann ferner einen Diffusorring aufweisen, der zwischen der Innenwand und der Rippe angeordnet ist. Darüber hinaus kann der Verdichteraufbau eine Feder aufweisen, die zwischen der Rippe und dem Diffusorring angeordnet ist. Die Feder kann zum Ausüben einer im Wesentlichen axialen Kraft auf den Diffusorring ausgebildet sein.
Ein anderer Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft einen Diffusorring. Der Diffusorring kann eine Rückplatte aufweisen. Die Rückplatte kann eine Vorderseite aufweisen, die unter einem ersten Winkel gegenüber einer Ebene, die im Wesentlichen senkrecht zu einer Drehachse angeordnet ist, geneigt ist. Die Rückplatte kann ferner eine Rückseite aufweisen, die unter einem zweiten Winkel gegenüber der Ebene geneigt ist. Die Rückplatte kann ferner eine Oberseite aufweisen, die sich von der Vorderseite zur Rückseite axial erstreckt. Darüber hinaus kann die Rückplatte eine Unterseite aufweisen, die sich von der Vorderseite zur Rückseite axial erstreckt. Der Diffusorring kann ferner eine Schaufel aufweisen, die sich von der Vorderseite nach außen erstreckt.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft einen Turbolader. Der Turbolader kann ein Turbinengehäuse aufweisen. Der Turbolader kann ferner ein Turbinenrad aufweisen, das im Inneren des Turbinengehäuses angeordnet und dazu ausgebildet ist, durch Abgas, das von einem Motor empfangen wird, angetrieben zu werden. Der Turbolader kann ferner ein Verdichtergehäuse aufweisen. Das Verdichtergehäuse kann eine Innenwand aufweisen, die unter einem ersten Winkel gegenüber einer Ebene, die im Wesentlichen senkrecht zu einer Drehachse des Turboladers angeordnet ist, geneigt ist. Der Turbolader kann ferner ein Verdichterlaufrad aufweisen, das im Inneren des Verdichtergehäuses angeordnet ist. Der Turbolader kann eine Welle aufweisen, die das Turbinenrad und das Verdichterlaufrad verbindet. Der Turbolader kann ferner ein Lagergehäuse aufweisen, das an dem Verdichtergehäuse und dem Turbinengehäuse angebracht ist. Das Lagergehäuse kann einen Körperteil und eine Rippe aufweisen. Die Rippe kann sich von dem Körperteil zu einem Rippenende nach außen erstrecken. Das Rippenende kann unter einem zweiten Winkel gegenüber der Ebene geneigt sein. Der Turbolader kann ferner einen Diffusorring aufweisen, der zwischen der Innenwand und der Rippe angeordnet ist. Der Turbolader kann ferner eine Feder aufweisen, die zwischen der Rippe und dem Diffusorring angeordnet ist, wobei die Feder dazu ausgebildet ist, eine im Wesentlichen axiale Kraft auf den Diffusorring auszuüben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Schnittansicht eines beispielhaft offenbarten Turboladers;
2 ist eine Schnittansicht eines beispielhaft offenbarten Verdichteraufbaus für den Turbolader von 1;
3 eine weitere Schnittansicht des beispielhaft offenbarten Verdichteraufbaus für den Turbolader von 1;
4 ist eine illustrierte Ansicht eines Teils des beispielhaft offenbarten Verdichteraufbaus von 2;
5 ist eine Schnittansicht eines beispielhaft offenbarten Turboladermoduls für den Turbolader von 1;
6 ist eine Schnittansicht des beispielhaft offenbarten Verdichtergehäuseaufbaus für den Turbolader von 1;
7 ist eine illustrierte Darstellung einer beispielhaft offenbarten Befestigungsplatte für den Verdichtergehäuseaufbau von 6 oder den Turbinengehäuseaufbau von 8; und
8 ist eine Schnittansicht eines beispielhaft offenbarten Turbinengehäuseaufbaus für den Turbolader von 1.
Detaillierte Beschreibung
1 zeigt eine beispielhaften Ausführungsform eines Turboladers 10. Der Turbolader 10 kann zusammen mit einem Motor (nicht gezeigt) einer Maschine verwendet werden, die eine beliebige Tätigkeit im Zusammenhang mit einem Industriezweig wie beispielsweise Bergbau, Bauwesen, Landwirtschaft, Eisenbahnwesen, Marine, Stromerzeugung oder einem anderen bekannten Industriezweig durchführt. Wie in 1 gezeigt, kann der Turbolader 10 eine Verdichterstufe 12 und eine Turbinenstufe 14 aufweisen. Die Verdichtungsstufe 12 kann ein Verdichterlaufrad 16 mit einer festen Geometrie aufweisen, das mit einer Welle 18 verbunden ist. Das Verdichterlaufrad 16 kann eine Verdichteraufnahme 20 aufweisen, die sich von einem vorderen Aufnahmeende 22 zu einem hinteren Aufnahmeende 24 erstrecken kann. Die Verdichterschaufeln 26 können an der Verdichteraufnahme 20 zwischen dem vorderen Aufnahmeende 22 und dem hinteren Aufnahmeende 24 in ein oder mehreren Reihen angeordnet sein. In einer in 1 gezeigten beispielhaften Ausführungsform kann das Verdichterlaufrad 16 eine erste Reihe 28, eine zweite Reihe 30 und eine dritte Reihe 32 von Verdichterschaufeln 26 aufweisen. Die erste Reihe 28 der Verdichterschaufeln 26 kann benachbart zum vorderen Aufnahmeende 22 angeordnet sein. Die dritte Reihe 32 der Verdichterschaufeln 26 kann benachbart zum hinteren Aufnahmeende 24 angeordnet sein. Die zweite Reihe 30 der Verdichterschaufeln 26 kann zwischen der ersten und der dritten Reihe 28, 32 der Verdichterschaufeln 26 angeordnet sein. Die dritte Reihe 32 der Verdichterschaufeln 26 kann eine hinterste Reihe 32 sein, die verglichen mit der ersten Reihe 30 und der zweiten Reihe 32 am nächsten zum hinteren Aufnahmeende 24 angeordnet sein kann. Obwohl in 1 nur drei Reihen (erste Reihe 28, zweite Reihe 30 und dritte Reihe 32) von Verdichterschaufeln 26 gezeigt sind, ist es möglich, dass das Verdichterlaufrad 16 eine beliebige Anzahl von Reihen 28, 30 von Verdichterschaufeln 26 aufweisen kann. Die Turbinenstufe 14 kann ein Turbinenrad 34 aufweisen, das auch mit der Welle 18 verbunden sein kann. Das Turbinenrad 34 kann eine Turbinenaufnahme 36 und Turbinenschaufeln 38 aufweisen, die um die Turbinenaufnahme 36 angeordnet sind.
Die Verdichterstufe 12 kann sich in einem Verdichtergehäuse 40 befinden. Die Turbinenstufe 14 kann sich in einem Turbinengehäuse 42 befinden. Ein Lagergehäuse 44 kann Lager (nicht gezeigt), die die Welle 18 lagern, aufnehmen. Das Lagergehäuse 44 kann über Schrauben 46 an dem Verdichtergehäuse 40 angebracht sein. Ferner kann das Lagergehäuse 44 über Schrauben 48 an dem Turbinengehäuse 42 angebracht sein. Das Verdichterlaufrad 16, die Welle 18, das Turbinenrad 34, das Verdichtergehäuse 40, das Turbinengehäuse 42 und das Lagergehäuse 44 können um eine Drehachse 50 des Turboladers 10 angeordnet sein.
Abgase, die den Motor (nicht gezeigt) verlassen, können in das Turbinengehäuse 42 über einen Turbineneinlass 52 gelangen und das Turbinengehäuse 42 über einen Turbinenauslass 54 verlassen. Die heißen Abgase können durch das Turbinengehäuse 42 strömen, an den Turbinenschaufeln 38 expandieren und so das Turbinenrad 34 drehen. Ein drehendes Turbinenrad 34 kann die Welle 18 drehen, die wiederum das Verdichterlaufrad 16 drehen kann. Luft kann in das Verdichtergehäuse 40 über einen Verdichtereinlass 56 eintreten und das Verdichtergehäuse 40 über einen Verdichterauslass 58 verlassen. Wenn Luft durch die Verdichterstufe 12 strömt, kann sich das Verdichterlaufrad 16 drehen und die Luft beschleunigen. Die Verdichterstufe 12 kann einen Diffusorring 60 aufweisen, der dabei behilflich sein kann, die Luft zu bremsen, was zu einer Erhöhung des Luftdrucks in der Verdichterstufe 12 führt. Verdichtete Luft kann aus der Verdichterstufe 12 in den Motor geführt werden.
Wie ferner in 1 gezeigt, kann sich das Verdichtergehäuse 40 von einem vorderen Verdichterende 62 zu einem hinteren Verdichterende 64 erstrecken. Das Verdichtergehäuse 40 kann einen Einlassabschnitt 66, einen Übergangsabschnitt 68, einen Diffusorabschnitt 70 und eine Spirale (Schnecke) 72 aufweisen. Der Einlassabschnitt 66 kann sich vom benachbarten vorderen Verdichterende 62 zu einem ersten distalen Ende 74, das zwischen dem vorderen Verdichterende 62 und dem hinteren Verdichterende 64 angeordnet ist, erstrecken. Wie in einer beispielhaften Ausführungsform in 1 gezeigt, kann das erste distale Ende 74 benachbart zum vorderen Aufnahmeende 22 des Verdichterlaufrads 16 angeordnet sein. Der Einlassabschnitt 66 kann eine im Wesentlichen Kegelstumpfform aufweisen, die dabei behilflich sein kann, Luft aus der Umgebung in das Verdichtergehäuse zu leiten. Es ist jedoch auch möglich, dass der Einlassabschnitt 66 eine im Wesentlichen zylindrische Form oder eine beliebige Form aufweist, die aus dem Stand der Technik bekannt ist. Der Übergangsabschnitt 68 des Verdichtergehäuses 40 kann sich von dem ersten distalen Ende 74 zu einem zweiten distalen Ende 76, das sich zwischen dem ersten distalen Ende 74 und dem hinteren Verdichterende 64 befindet, erstrecken. Wie in einer beispielhaften Ausführungsform in 1 gezeigt, kann das zweite distale Ende 76 benachbart zu einer Außenkante 78 der dritten Reihe 32 der Verdichterschaufeln 26 angeordnet sein. Wie in 1 gezeigt, kann der Übergangsabschnitt 68 eine Innenfläche 80 aufweisen, die durch einen radialen Spalt (Radialspalt) 82 von den Außenkanten 78 der ersten, zweiten und dritten Reihe 28, 30, 32 der Verdichterschaufeln 26 radial beabstandet ist. Der Diffusorabschnitt 70 kann sich von dem zweiten distalen Ende 76 zu einem dritten distalen Ende 84 erstrecken, das benachbart zur Spirale 72 angeordnet sein kann. Die Spirale 72 kann eine im Wesentlichen toroidale (ringförmige) Form aufweisen und kann um die Drehachse 50 angeordnet sein. Die Spirale 72 kann mit dem Diffusorabschnitt 70 am dritten distalen Ende 84 verbunden sein. Der Einlassabschnitt 66, der Übergangsabschnitt 68 und der Diffusorabschnitt 70 können dabei behilflich sein, während eines Betriebs des Turboladers 10 Luft von dem Verdichtereinlass 56 zur Spirale 72 zu leiten.
2 zeigt eine Schnittansicht einer beispielhaften Ausführungsform des Verdichteraufbaus 90 des Turboladers 10. Wie in 2 gezeigt, kann die Spirale 72 eine Spiralinnenfläche 92 aufweisen, die sich von dem dritten distalen Ende 84 zu einem vierten distalen Ende 94 erstrecken kann. In der in 2 gezeigten beispielhaften Ausführungsform kann die Spiralinnenfläche 92 einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt aufweisen. Das vierte distale Ende 94 kann von dem dritten distalen Ende 84 in einer Richtung hin zum hinteren Verdichterende 64 axial beabstandet sein. Die Spirale 72 kann durch eine Diffusorabschnittswand 96, eine Spiraloberwand 98 und eine Spiralhinterwand 100 begrenzt sein. Die Spiralhinterwand 100 kann von der Diffusorabschnittswand 96 beabstandet sein. Die Spiraloberwand 98 kann die Diffusorabschnittswand 96 mit der Spiralhinterwand 100 verbinden, um eine kontinuierliche und glatte Spiralinnenfläche 92 zu bilden.
Wie in 2 gezeigt, kann das Lagergehäuse 44 einen Körperteil (Körperabschnitt) 102, eine Rippe (Steg) 104 und einen Lagergehäuseflansch 106 aufweisen. Der Körperteil 102 des Lagergehäuses 44 kann sich symmetrisch um die Drehachse 50 erstrecken. Die Rippe 104 kann sich von dem Körperteil 102 zu einem Rippenende 108 nach außen erstrecken. Wie in einer beispielhaften Ausführungsform in 2 gezeigt, kann das Rippenende 108 benachbart zum vierten distalen Ende 94 und der Spiralhinterwand 100 angeordnet sein. Das Rippenende 108 kann einen Radius „R₁” aufweisen, der größer als ein Radius „R₂” einer Außenkante 78 der dritten Reihe 32 der Verdichterschaufeln 26 ist. Wie ebenfalls in 2 dargestellt, kann beispielsweise die Rippe 104 im Wesentlichen unter einem Winkel θ₁ gegenüber einer Axialebene, die im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse 50 angeordnet ist, geneigt sein. Ein Fachmann wird erkennen, dass Flächen, die unter einem Winkel gegenüber einer Axialfläche, die im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse 50 angeordnet ist, geneigt sind, folglich gegenüber der Drehachse 50 geneigt sind.
Der Lagergehäuseflansch 106 kann sich von dem Rippenende 108 zu einem Lagergehäuseflanschende 110 radial nach außen erstrecken. Wie in einer beispielhaften Ausführungsform in 2 gezeigt, kann der Lagergehäuseflansch 106 im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse 50 angeordnet sein. Der Lagergehäuseflansch 6 kann eine Flanschvorderseite 112 und eine Flanschrückseite 114, die gegenüber von der Flanschvorderseite 112 angeordnet ist, aufweisen. Der Lagergehäuseflansch 106 kann ferner eine im Wesentlichen zylindrische Flanschaußenfläche 116 aufweisen, die einen Radius „R₃” aufweisen kann, der größer als der Radius R₁ des Rippenendes 108 sein kann. Die Flanschvorderseite 112 kann benachbart zu und anliegend an einer Rückseite 118 der Spiralhinterwand 100 angeordnet sein.
Der Lagergehäuseflansch 106 kann ferner eine Flanschvertiefung 120 aufweisen, die sich von der Flanschvorderseite 112 axial nach innen zur Flanschrückseite 114 erstreckt. Die Flanschvertiefung 120 kann sich radial vom benachbarten Rippenende 108 zu einer Vertiefungsaußenkante 122 erstrecken. Wie in einer beispielhaften Ausführungsform in 2 gezeigt, kann die Vertiefungsaußenkante 122 einen Radius „R₄” kleiner als der Radius R₃ der Flanschaußenseite 116 aufweisen. Die Flanschvertiefung 120 kann eine Vertiefungsauflagefläche (Vertiefungssitzfläche) 124 aufweisen, die von der Flanschvorderseite 112 und der Rückseite 118 der Spiralhinterwand 100 axial beabstandet angeordnet ist. Die Vertiefungsauflagefläche 124 kann eine im Wesentlichen kreisförmige Form aufweisen und kann sich vom benachbarten Rippenende 108 zur benachbarten Vertiefungsaußenkante 122 erstrecken. Der Lagergehäuseflansch 106 kann über ein oder mehrere Schrauben 46 an der Spiralhinterwand 100 des Verdichtergehäuses 40 angebracht sein.
Die Rippe 104 kann eine erste Rippenfläche 126, einen Vorsprung 128 und eine zweite Rippenfläche 130 aufweisen. Die ersten Rippenfläche 126 kann sich von der benachbarten Außenkante 78 der dritten Reihe 32 zum Vorsprung 128, der zwischen der Außenkante 78 und dem Rippenende 108 angeordnet ist, erstrecken. Die erste Rippenfläche 126 kann unter einem Winkel „θ₂” gegenüber einer Axialebene, die im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse 50 angeordnet ist, geneigt sein. Die erste Rippenfläche 126 kann gegenüber und axial beabstandet von einer Innenwand 132 des Diffusorabschnitts 70 des Verdichtergehäuses 40 angebracht sein. Die Innenwand 132 kann unter einem Winkel „θ₃” gegenüber einer Axialebene, die im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse 50 angeordnet ist, geneigt sein. Die erste Rippenfläche 126 und die Innenwand 132 können einen Durchgang 134 bilden. Die erste Rippenfläche 126 und die Innenwand 132 können eine glatte Form aufweisen, die dabei behilflich sein kann, dass Luft von den Außenkanten 78 der Verdichterschaufeln 26 durch den Durchgang 134 strömen kann, ohne eine wesentliche Änderung in der Geschwindigkeit oder der Richtung der Luft zu erfahren. In einer beispielhaften Ausführungsform kann die erste Rippenfläche 126 eine glatte, krummlinige Form aufweisen, die an eine Form der Verdichterschaufeln 26 angepasst sein kann. Die Innenwand 32 kann gleichfalls eine glatte, krummlinige Form aufweisen, die an eine Oberfläche, die durch die Außenkanten 78 der ersten, zweiten und dritten Reihen 28, 30, 32 der Verdichterschaufeln 26 definiert ist, angepasst sein kann.
Der Vorsprung 128 kann eine im Wesentlichen zylindrische Vorsprungsaußenfläche 136 aufweisen, die einen Radius „R₅” zur Drehachse 50 aufweist. Die Vorsprungsaußenfläche 136 kann sich axial von der ersten Rippenfläche 126 zu einem Vorsprungsende 138, das zwischen der ersten Rippenfläche 126 und dem hinteren Verdichterende 64 angeordnet ist, erstrecken. Der Radius R₅ der Vorsprungsaußenfläche 136 kann größer als ein Radius „R₂” der Außenkanten 78 der dritten Reihe 32 der Verdichterschaufeln 26 sein. Die Vorsprungsaußenfläche 136 kann ferner eine im Wesentlichen ringförmige Nut 140 aufweisen. Der Vorsprung 128 kann eine Vorsprungsaxialfläche 142 aufweisen, die von der ersten Rippenfläche 126 axial beabstandet sein kann. Die Vorsprungsaxialfläche 142 kann bei dem Vorsprungsende 138 angeordnet sein. Die Vorsprungsaxialfläche 142 kann sich von der Vorsprungsaußenfläche 136 zur zweiten Rippenfläche 130 radial nach außen erstrecken. Wie in einer beispielhaften Ausführungsform in 2 gezeigt, kann die Vorsprungsaxialfläche 142 die zweite Rippenfläche 130 bei einem Vorsprungsaxialflächenende 144 schneiden. Wie in einer beispielhaften Ausführungsform in 2 gezeigt, kann die Vorsprungsaxialfläche 142 im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse 50 angeordnet sein. Die zweite Rippenfläche 113 kann sich von dem Vorsprungsaxialflächenende 144 zum Rippenende 108 erstrecken. Die zweite Rippenfläche 130 kann unter einem Winkel „θ₄” gegenüber einer Axialebene, die im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse 50 angeordnet ist, geneigt sein.
Der Diffusorring kann zwischen der Innenwand 132 des Verdichtergehäuses 40 und der zweiten Rippenfläche 130 des Lagergehäuses 44 angeordnet sein. Der Diffusorring 60 kann eine Rückplatte 146 und eine oder mehrere Schaufeln 148 aufweisen. Wie in einer beispielhaften Ausführungsform in 2 gezeigt, kann sich die Rückplatte 146 von einer vorderen Rückplattenkante 150 zu einer hinteren Rückplattenkante 152 erstrecken. Die Rückplatte 146 kann eine im Wesentlichen ringförmige Form aufweisen. Wie in einer beispielhaften Ausführungsform in 2 gezeigt, kann die vordere Rückplattenkante 150 benachbart zur Vorsprungsaußenfläche 136 und die hintere Rückplattenkante 152 benachbart zum vierten distalen Ende 94 angeordnet sein. Die Rückplatte 146 kann eine Vorderseite 154, eine Oberseite 156, eine Unterseite 158, eine geneigte Rückseite 160, eine axiale Rückseite 162 und eine Vertiefung 164 aufweisen. Die Vorderseite 154 der Rückplatte 146 kann sich von der vorderen Rückplattenkante 150 zur hinteren Rückplattenkante 152 erstrecken. Die Vorderseite 154 kann eine im Wesentlichen krummlinige und glatte Form aufweisen und kann gegenüber und axial beabstandet von der Innenwand 132 des Verdichtergehäuses 40 angeordnet sein. Die Vorderseite 154 kann derart geformt sein, dass Luft vom Durchgang 134 glatt über die Vorderseite 154 strömen kann.
Die Oberseite 156 der Rückplatte 146 kann sich von der Vorderseite 154 zur axialen Rückseite 162, die benachbart zur Vertiefungsauflagefläche 124 angeordnet ist, axial erstrecken. Die Oberseite 156 kann eine im Wesentlichen zylindrische Form aufweisen. Die Oberseite 156 kann benachbart zu einer Innenfläche 166 der Spiralhinterwand 100 angeordnet sein. Die Innenwand 166 der Spiralhinterwand 100 kann ebenso eine im Wesentlichen zylindrische Form aufweisen. Die Oberseite 156 der Rückplatte 146 kann durch einen Radialspalt 168 von der Innenfläche 166 radial beabstandet sein. Die Unterseite 158 der Rückplatte 146 kann sich von der Vorderseite 154 zur geneigten Rückseite 160, die benachbart zur zweiten Rippenfläche 130 angeordnet ist, erstrecken. Die Unterseite 158 kann an der Vorsprungsaußenfläche 136 anliegen. Die Unterseite 158 kann eine im Wesentlichen zylindrische Form aufweisen. Es ist jedoch auch möglich, dass die Unterseite 158 eine nicht zylindrische Form aufweisen kann. Ein Dichtungselement 170 kann in der Nut 140 zwischen der Vorsprungsaußenfläche 136 und der Unterseite 158 angeordnet sein. Wie in einer beispielhaften Ausführungsform in 2 gezeigt, kann das Dichtungselement 170 ein Ohrring sein. Es ist jedoch auch möglich, dass das Dichtungselement 170 eine Dichtscheibe oder ein anderer Typ von Dichtungselement, der aus dem Stand der Technik bekannt ist, sein kann. Das Dichtungselement 170 kann verhindern, dass Luft um die Rückplatte 146 zurück strömt.
Die axiale Rückseite 162 der Rückplatte 146 kann von der Vorderseite 154 der Rückplatte 146 axial beabstandet sein. Die axiale Rückseite 162 kann sich von der Oberseite 156 zum benachbarten Rippenende 108 radial nach innen erstrecken. Die axiale Rückseite 162 kann die Oberseite 156 mit der geneigten Rückseite 160 verbinden. Wie in einer beispielhaften Ausführungsform in 2 gezeigt, kann die axiale Rückseite 162 im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse 50 angeordnet sein. Die geneigte Rückseite 160 kann sich von der axialen Rückseite 162, die benachbart zum Rippenende 108 ist, zum benachbarten Vorsprungsaxialflächenende 144 erstrecken. Die geneigte Rückseite 160 kann unter einem Winkel „θ₅” gegenüber einer Ebene, die im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse 50 angeordnet ist, geneigt sein. Ein Fachmann wird erkennen, dass die geneigte Rückseite 160 gegenüber von der Oberseite 156 und der axialen Rückseite 162 geneigt ist. Die geneigte Rückseite 160 kann von der Vorderseite 154 der Rückplatte 146 axial beabstandet sein. Die geneigte Rückseite 160 kann benachbart zur zweiten Rippenfläche 130 angeordnet sein. In der in 2 gezeigten beispielhaften Ausführungsform kann die geneigte Rückseite 160 von der zweiten Rippenfläche 130 durch einen Hohlraum 172 axial beabstandet sein. Das Dichtungselement 170 kann verhindern, dass Luft von der Spirale 72 durch den Hohlraum 172 zum Durchgang 134 strömen kann.
Die Vertiefung 164 kann benachbart zur Unterseite 158 und zwischen der Unterseite 158 und der geneigten Rückseite 160 angeordnet sein. Die Vertiefung 164 kann eine Vertiefungsoberseite 174 und eine Vertiefungsseitenfläche 176 aufweisen. Die Vertiefungsoberseite 174 kann eine im Wesentlichen zylindrische Form aufweisen und kann sich von der geneigten Rückseite 160 zur Vorderseite 154 axial erstrecken. Die Vertiefungsoberseite 174 kann von der Vorsprungsaußenfläche 136 radial beabstandet sein. Wie in einer beispielhaften Ausführungsform in 2 gezeigt, kann die Vorsprungsoberseite 174 einen Radius „R₆” zur Drehachse 50 aufweisen. Radius R₆ kann größer als der Radius R₅ der Vorsprungsaußenfläche 136 sein. Die Vertiefungsseitenfläche 176 kann sich von der Vertiefungsoberseite 174 zur Unterseite 158 radial nach innen erstrecken. In einer beispielhaften Ausführungsform kann die Vertiefungsseitenfläche 176 eine im Wesentlichen ringförmige Form aufweisen, die im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse 50 angeordnet ist. Die Vertiefungsseitenfläche 176 kann zwischen der Vorsprungsaxialfläche 142 und der Vorderseite 154 angeordnet sein. Die Vertiefungsseitenfläche 176 kann von der Vorsprungsaxialfläche 142 axial beabstandet sein.
Die Schaufel 148 kann sich von der Vorderseite 154 der Rückplatte 146 radial und zu einer Schaufelspitze 178 axial nach außen erstrecken. Wie in einer beispielhaften Ausführungsform in 2 gezeigt, kann die Schaufelspitze 178 an der Innenwand 132 des Verdichtergehäuses 40 anliegen. Die Schaufel 148 kann sich von einer vorderen Schaufelkante 180 zu einer hinteren Schaufelkante 182 erstrecken. Die vordere Schaufelkante 180 kann benachbart zur vorderen Rückplattenkante 150 sein. Die vordere Schaufelkante 180 kann die Vorderseite 154 der Rückplatte 146 bei einer Position schneiden, die von der vorderen Rückplattenkante 150 beabstandet ist. Wie beispielsweise in 2 gezeigt, kann die vordere Schaufelkante 180 die Vorderseite 154 der Rückplatte 146 bei einer Position schneiden, die zwischen der vorderen Rückplattenkante 150 und der hinteren Rückplattenkante 152 angeordnet ist. Wie in 2 gezeigt, kann sich die Schaufel 148 über einen Abschnitt der Vorderseite 154 der Rückplatte 146 erstrecken, sodass die hintere Schaufelkante 182 von der hinteren Rückplattenkante 152 beabstandet ist. Daher kann beispielsweise eine Länge „L₁” der Vorderseite 154 größer als eine Länge „L₂” der Schaufeln 148 sein. Luft aus dem Durchgang 134 kann zwischen den Schaufeln 148 hindurchströmen und in die Spirale 72 eintreten. Die Form einer jeden Schaufel 148 und einen Umfangsabstand zwischen den Schaufeln 148 können so gewählt werden, dass die Schaufeln 148 dazu beitragen, eine Geschwindigkeit der Luft, die zwischen den Schaufeln 148 strömt, zu verringern, was zu einer Erhöhung des Luftdrucks in der Spirale 72 beiträgt.
Eine Wellfeder 184 kann in der Vertiefung 164 zwischen der Vorsprungsaxialfläche 142 und der Vertiefungsseitenfläche 176 der Vertiefung 164 in der Rückplatte 146 angeordnet sein. Die Wellfeder 184 kann eine im Wesentlichen ringförmige Form aufweisen mit einem Innenradius, der größer als ein Radius R₅ der Vorsprungsaußenfläche 136 sein kann. Die Wellfeder 184 kann eine Mehrzahl von Wellen auf einer Axialfläche 186 der Wellfeder 184 aufweisen. In einer beispielhaften Ausführungsform kann die Wellfeder 184 circa 11 Wellen aufweisen. Die Wellfeder 184 kann eine axiale Dicke im Bereich von 2 mm bis 4 mm aufweisen. In einer zusammengebauten Konfiguration, die in der beispielhaften Ausführungsform von 2 dargestellt ist, kann die Wellfeder 184 eine Dicke im Bereich von ungefähr 1,5 mm bis ungefähr 2,5 mm aufweisen. Die Wellfeder 184 kann eine Federkonstante in einem Bereich von ungefähr 20 bis 30 N/mm (Newton pro mm) aufweisen. Die Wellfeder 184 kann eine Axialkraft auf die Rückplatte 146 ausüben, um die Schaufelspitzen 178 dazu zu bewegen, dass diese fest an der Innenwand 132 des Verdichtergehäuses 40 anliegen und in Kontakt mit der Innenwand 132 des Verdichtergehäuses 40 bleiben. Indem dabei geholfen wird, die Schaufelspitzen 178 fest in Kontakt mit der Innenwand 132 zu halten, kann die Wellfeder 184 dazu beitragen, dass kein wesentlicher Luftanteil von dem Durchgang 134 über die Spalte zwischen den Schaufelspitzen 178 und der Innenwand 132 des Verdichtergehäuses 40 in die Spirale 72 sickern kann.
Wie ferner in 2 gezeigt, können die Schaufeln 148 näher an der Spirale 72 angeordnet sein als die Außenkanten 78 der Verdichterschaufeln 26, sodass ein schaufelfreier Raum 200 definiert wird. Der schaufelfreie Raum 200 kann sich innerhalb des Durchgangs 134 von den Außenkanten 78 der dritten Reihe 32 der Verdichterschaufeln 26 zu den vorderen Schaufelkanten 180 erstrecken. Der schaufelfreie Raum 200 kann eine im Wesentlichen ringförmige Form aufweisen, die sich zwischen der Innenwand 132 des Verdichtergehäuses 40 und der ersten Rippenfläche 126 des Lagergehäuses 44 erstreckt. In einer beispielhaften Ausführungsform kann eine radiale Ausdehnung „ΔR” des schaufelfreien Raums 200 zwischen Mittelpunkten 202 und 204 in einem Bereich von ungefähr 20% bis 40% eines maximalen Radius R₂ der Verdichterschaufeln 26 sein.
Der schaufelfreie Raum 200 kann unter einem Winkel „θ₆” gegenüber einer Axialebene, die im Wesentlichen zur Drehachse 50 angeordnet ist, geneigt sein. Der Winkel θ₆ kann zwischen einer Achse 206 des schaufelfreien Raums 200 und einer Axialfläche, die im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse 50 angeordnet ist, gemessen werden. Beispielsweise kann die Achse 206 des schaufelfreien Raums 200 als eine Linie, die Mittelpunkte 202 und 204 des Durchgangs 134 verbindet, definiert sein. Der Mittelpunkt 202 kann benachbart zu einer Außenkante 78 der Verdichterschaufeln 26 angeordnet sein. Der Mittelpunkt 204 kann benachbart zu einer vorderen Schaufelkante 180 angeordnet sein. In dieser Offenbarung kann der Mittelpunkt 202 mittig innerhalb des Durchgangs 134 zwischen der Innenwand 132 und der zweiten Rippenfläche 130 angeordnet sein. Gleichsam kann der Mittelpunkt 204 in dem Durchgang 134 mittig zwischen der Innenwand 132 und der Vorderseite 154 der Rückplatte 146 angeordnet sein. Ein Fachmann wird erkennen, dass die Achse 206 nicht immer parallel zur Innenwand 132 und/oder der zweiten Rippenfläche 130 angeordnet sein muss. Wie ferner in 2 gezeigt, kann ein Abschnitt 208 des schaufelfreien Raums 200 zwischen der Innenwand 132 und der zweiten Rippenfläche 130 angeordnet sein. Ein verbleibender Abschnitt 210 des schaufelfreien Raums 200 kann zwischen der Innenwand 132 und der Vorderseite 154 der Rückplatte 146 angeordnet sein.
Die obige Beschreibung bezieht sich auf die Winkel θ₁, θ₂, θ₃, θ₄, θ₅ und θ₆. Es ist möglich, dass die Winkel θ₁, θ₂, θ₃, θ₄, θ₅ und θ₆ gleich oder ungleich sind. In einer beispielhaften Ausführungsform kann jeder der Winkel θ₁, θ₂, θ₃, θ₄, θ₅ oder θ₆ in einem Bereich von ungefähr 0° bis ungefähr 45° sein.
3 zeigt eine weitere Schnittansicht einer beispielhaften Ausführungsform des Verdichteraufbaus 90 des Turboladers 10. Wie in 3 gezeigt, kann die Spiralhinterwand 100 eine Vertiefung 220 aufweisen, die sich von der Rückseite 118 der Spiralhinterwand 100 zur Spiralinnenfläche 92 axial erstreckt. Die Spiralhinterwand 100 kann eine Dicke „t₁” aufweisen. Die Vertiefung 220 kann eine Tiefe „t₂” aufweisen, die kleiner als die Dicke „t₁” sein kann. Die Vertiefung 220 kann eine Vertiefungsrückseite 222 aufweisen, die im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse 50 angeordnet sein kann. Die Vertiefungsrückseite 222 kann im Wesentlichen parallel zur axialen Rückseite 162 der Rückplatte 146 des Diffusorrings 60 angeordnet sein. Die Vertiefung 220 kann ferner eine Vertiefungsseitenfläche 224 aufweisen, die sich von der Rückseite 118 der Spiralhinterwand 100 zur Vertiefungsrückseite 222 axial erstrecken kann.
Wie in 3 gezeigt, kann die Rückplatte 146 des Diffusorrings 60 eine oder mehrere Nasen (Zapfen) 226 aufweisen, die in Umfangsrichtung um die Rückplatte 146 angeordnet sind. Ein Umfangsabstand zwischen den Nasen 226 kann gleich oder ungleich sein. D. h. mit anderen Worten: Die Nasen 226 können gleichmäßig oder ungleichmäßig an der Rückplatte 146 angeordnet sein. Die Nase 226 kann sich von der Vorderseite 156 radial nach außen erstreckt. Die Nase 226 kann eine Nasenvorderseite 228 und eine Nasenrückseite 230, die gegenüber von der Nasenvorderseite 228 angeordnet ist, aufweisen. Die Nase 226 kann ferner eine Nasenseitenfläche 232 aufweisen, die sich zwischen der Nasenvorderseite 228 und der Nasenrückseite 230 erstrecken. Die Nasenvorderseite 228 kann durch einen Axialspalt 234 benachbart zu und axial beabstandet von der Vertiefungsrückseite 222 angeordnet sein. Die Nasenseitenfläche 232 kann durch einen Radialspalt 236 von der Vertiefungsseitenfläche 224 radial beabstandet sein.
4 stellt eine illustrierte Ansicht einer beispielhaften Ausführungsform des Verdichtungsaufbaus 90 dar. Wie in 4 gezeigt, kann die Nase 226 einen Umfangswinkel „ϕ” umfassen. In einer beispielhaften Ausführungsform kann der Winkel ϕ in einem Bereich von ungefähr 5° bis 10° sein. Wie in 4 gezeigt, kann eine erste Nase 226 um eine erste diametrale Achse 237 und eine zweite Nase 226 um eine zweite diametrale Achse 238 angeordnet sein. Wie in einer beispielhaften Ausführungsform in 4 gezeigt, kann die erste diametrale Achse 237 im Wesentlichen senkrecht zur zweiten diametralen Achse 238 angeordnet sein. Es ist jedoch auch möglich, dass die erste diametrale Achse 237 unter einem Winkel zur zweiten diametralen Achse 238 angeordnet sein kann. Ferner kann, wie in der beispielhaften Ausführungsform in 4 gezeigt, die Rückplatte 146 ungefähr vier Nasen 226 aufweisen. Es ist jedoch auch möglich, dass die Rückplatte 146 eine beliebige Anzahl an Nasen 226 aufweisen kann. Die Nasen 226 können in Eingriff mit den Vertiefungen 220 in der Spiralhinterwand 100 sein. Die Nasen 226 sind dazu ausgebildet, als Antirotationskomponenten zu agieren, die ein Drehen der Rückplatte 146 um die Drehachse 50 verhindern.
Wie ferner in 4 gezeigt, kann die Spiralhinterwand 100 eine oder mehrere Vertiefungen 239 aufweisen. Die Vertiefung 239 kann eine Tiefe aufweisen, die kleiner als die Tiefe t₂ der Vertiefung 220 sein kann. Die Vertiefung 239 kann eine Bohrung 240 aufweisen, die ein Gewinde aufweisen kann. Die Rückplatte 146 kann über ein Verbindungselement 242 an der Spiralhinterwand 100 angebracht sein. Das Verbindungselement 242 kann sich durch eine Unterlegscheibe 244 erstrecken und über ein Gewinde in Eingriff mit dem Gewinde in der Bohrung 240 sein. Die Unterlegscheibe 244 kann an der Spiralhinterwand 100 und der axialen Rückseite 162 des Diffusorrings 60 anliegen, um den Diffusorring mit der Spiralhinterwand 100 zu verbinden. Die Tiefen der Vertiefungen 220, 239 können derart gewählt werden, dass die Nasenvorderseite 228 von der Vertiefungsrückseite 222 der Spiralhinterwand 100 axial beabstandet ist. Wie in einer beispielhaften Ausführungsform in 4 gezeigt, kann die Rückplatte des Diffusorrings 60 ungefähr vier Nase 226 aufweisen. Wie ebenfalls in der beispielhaften Ausführungsform der 4 gezeigt, kann der Diffusorring mit der Spiralhinterwand 100 über ungefähr drei Unterlegscheiben 244 und drei Verbindungselemente 242 verbunden sein. Es ist jedoch auch möglich, dass eine beliebige Anzahl von Unterlegscheiben 244 und Verbindungselementen 242 zum Anbringen der Spiralhinterwand 100 an dem Diffusorring 60 verwendet werden kann.
Wie in 3 gezeigt, kann die Verdichterstufe 12 eine Scheibe 246 aufweisen. Die Scheibe 246 kann eine im Wesentlichen ringförmige Form aufweisen und um die Drehachse 50 angeordnet sein. Die Scheibe 246 kann eine Scheibenvorderseite 248 aufweisen, die benachbart zu und anliegend an der Rückseite 118 der Spiralhinterwand 100 angeordnet ist. Die Scheibe 246 kann ferner eine Scheibenrückseite 250 aufweisen, die gegenüber von der Scheibenvorderseite 248 angeordnet ist. Die Scheibenrückseite 250 kann benachbart zu und anliegend an der Vertiefungsauflagefläche 124 angeordnet sein. Wie in einer beispielhaften Ausführungsform in 3 gezeigt, kann die Scheibe 246 an dem Lagergehäuseflansch 106 über eine oder mehrere Nieten 252 angebracht sein. Die Nieten 252 können in Umfangsrichtung voneinander beabstandet sein. Ein Umfangsabstand zwischen den Nieten 252 kann gleich oder ungleich sein. Mit anderen Worten können die Nieten 252 in Umfangsrichtung gleichmäßig oder ungleichmäßig verteilt sein. In einer beispielhaften Ausführungsform kann eine Anzahl von Nieten 252 in einem Bereich von ungefähr 6 bis 12 liegen. Mit anderen Worten können in einer beispielhaften Ausführungsform 6 bis 12 Nieten 252 verwendet werden. Obwohl sich die obige Beschreibung auf Nieten 252 bezieht, können Schrauben, Stifte oder andere Arten von Verbindungselementen, die aus dem Stand der Technik bekannt sind, zum Anbringen der Scheibe 246 an dem Lagergehäuseflansch 106 verwendet werden. Die Scheibe 246 kann dazu ausgebildet sein, einen Abstand 254 zwischen der Scheibenvorderseite 248 und der Vertiefungsauflagefläche 124 zu definieren. Die Scheibe 246 und dementsprechend der Abstand 254 können eine Dicke „t₃” aufweisen, die derart gewählt werden kann, dass die Spalte zwischen den Schaufelspitzen 178 und der Innenwand 132 des Verdichtergehäuses 40 nach einem Zusammenbau des Verdichtergehäuses 40 mit dem Lagergehäuse 44 verringert oder eliminiert werden.
5 zeigt eine Schnittansicht einer beispielhaften Ausführungsform eines Turboladermoduls 256. Wie in 5 gezeigt, kann das Turboladermodul 256 das Verdichterlaufrad 16, die Welle 18, das Turbinenrad 34, das Turbinengehäuse 42 und das Lagergehäuse 44 aufweisen. Die Abmessungen des Turboladermoduls 256 können zusammen mit den Toleranzen des Verdichtergehäuses 240 dazu verwendet werden, eine maximal benötigte Dicke t₃ der Scheibe 246 zu bestimmen. Diese Abmessungen und Toleranzen können dazu verwendet werden, die Dicke t₃ der Scheibe 246 derart zu wählen, dass die Schaufelspitzen 178 fest in Kontakt mit der Innenwand 132 des Verdichtergehäuses 40 sind, ohne einen Spalt zwischen den Schaufelspitzen 178 und der Innenwand 132 zu erzeugen. Die Scheibe 246 und das Turboladermodul 256 stellen daher einen aufeinander abgestimmten (angepassten) Satz dar. In dem auf diese Weise die Dicke t₃ der Scheibe 246 ausgewählt wird, können Spalte zwischen den Schaufelspitzen 178 und der Innenwand 132 nur von den Toleranzen des Verdichtergehäuses abhängig sein. In einer beispielhaften Ausführungsform kann die Dicke t₃ als eine maximale Dicke gewählt werden, die benötigt wird, um sicherzustellen, dass die Schaufelspitzen 178 mit der Innenwand 132 basierend auf den Toleranzen des Verdichtergehäuses 114 in Kontakt kommen. Insbesondere kann eine axiale Kraft auf die Welle 18 ausgeübt werden, die das Verdichterlaufrad 16 von dem Turbinengehäuse 42 wegdrückt und hin zum vorderen Verdichterende 62 bewegt. Ein axialer Abstand „A” zwischen der Vertiefungsauflagefläche 124 und einer Messposition 248 am Verdichterlaufrad 16 kann gemessen werden.
Ein axialer Abstand „B” (siehe 2) zwischen der Rückseite 118 der Spiralhinterwand 100 und einer Messposition 259 an der Innenwand 132 des Verdichtergehäuses 40 kann gemessen werden. Die Messposition 259 kann eine vorbestimmte Position an der Innenwand 132 des Verdichtergehäuses 40 sein. Wie in einer beispielhaften Ausführungsform in 2 gezeigt, kann die Messposition 259 benachbart zur Messposition 258 ausgebildet sein. Ferner kann eine Änderung des Abstands B basierend auf bekannten Herstellungstoleranzen ermittelt werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Änderung der Abmessung B basierend auf Messungen des Abstands B an mehreren Verdichtergehäusen 40 ermittelt werden. Eine maximale Dicke t₃ kann basierend auf dem Abstand A, dem Abstand B und der Änderung des Abstands B ermittelt werden, sodass die Schaufelspitzen 178 in Kontakt mit der Innenwand 132 des Verdichtergehäuses 40 bleiben. Beispielsweise kann die Dicke t₃ derart gewählt werden, dass ein Abstand „C” zwischen der Vertiefungsauflagefläche 124 des Lagergehäuseflansches 106 und der Messposition 259 größer oder gleich einer Summe aus der Dicke t₃ (siehe 3) und einem maximalen Abstand B, der basierend auf den Änderungen des Abstands B bestimmt wurde, gewählt werden kann. Die Scheibe 246, die die maximal benötigte Dicke t₃ aufweist, kann am Lagergehäuseflansch 106 des Lagergehäuses 44 im Turboladermodul 256 angebracht werden. In einer beispielhaften Ausführungsform kann die Dicke t₃ der Scheibe 246 in einem Bereich von ungefähr 1,5 mm bis ungefähr 2,5 mm liegen.
6 zeigt eine Schnittansicht einer beispielhaften Ausführungsform eines Verdichtergehäuseaufbaus 260 für den Verdichteraufbau 90 des Turboladers 10. Der Verdichtergehäuseaufbau 260 weist eine oder mehrere Befestigungsplatten 262 und eine oder mehrere Schrauben 46 auf, die zum Verbinden des Verdichtergehäuses 40 mit dem Lagergehäuseflansch 106 des Lagergehäuses 44 dienen. Die Befestigungsplatten 262 können an dem Verdichtergehäuse 40 und an dem Lagergehäuseflansch 106 anliegen. In einer beispielhaften Ausführungsform kann die Befestigungsplatte 262 eine einzelne im Wesentlichen ringförmige Platte sein, die um die Drehachse 50 angeordnet ist. Die Befestigungsplatte 262 kann eine Vorderseite 264 und eine Rückseite 266 aufweisen, die gegenüber und axial beabstandet von der Vorderseite 264 angeordnet ist. An der Befestigungsplatte 262 können mehrere Bohrungen 248 angeordnet sein. Die Bohrungen 268 können in Umfangsrichtung beabstandet sein. Ein Umfangsabstand zwischen den Bohrungen 268 kann gleich oder ungleich sein. Mit anderen Worten können die Bohrungen 268 gleichmäßig oder ungleichmäßig über den Umfang verteilt sein. Die Bohrungen 268 können als Durchgangsbohrungen ausgebildet sein, die sich von der Vorderseite 264 zur Rückseite 266 erstrecken. In manchen beispielhaften Ausführungsformen können die Bohrungen 268 Gewinde aufweisen. Die Befestigungsplatte 262 kann eine radiale Breite „W₁” aufweisen.
Das Verdichtergehäuse 40 kann einen Verdichtergehäuseflansch 270 aufweisen, der an der Spiraloberwand 98 und der Spiralhinterwand 100 befestigt ist. Der Verdichtergehäuseflansch 270 kann eine im Wesentlichen zylindrische Flanschaußenfläche 272 aufweisen. Die Flanschaußenfläche 272 kann einen Radius „R₇” zur Drehachse 50 aufweisen. Der Verdichtergehäuseflansch 270 kann ferner eine Flanschinnenfläche 274 aufweisen, die einen Radius „R₈” zur Drehachse 50 aufweisen kann. Der Radius R₈ kann größer oder ungefähr gleich dem Radius R₃ der Flanschaußenfläche 116 des Lagergehäuseflansches 106 sein. Der Radius R₈ kann auch kleiner als der Radius „R₇” sein. Die Flanschinnenfläche 274 kann benachbart zur Flanschaußenfläche 116 des Lagergehäuseflansches 106 des Lagergehäuses 44 sein und kann an der Flanschaußenfläche 116 des Lagergehäuseflansches 106 des Lagergehäuses 44 anliegen. Der Verdichtergehäuseflansch 270 kann eine Befestigungsfläche 276 aufweisen, die sich radial von der Flanschinnenfläche 274 bei dem Radius R₈ zu einer Flanschaußenfläche 272 bei dem Radius R₇ erstreckt. Die Befestigungsfläche 276 kann eine radiale Breite „W₂” aufweisen, die kleiner als eine Breite W₁ der Befestigungsplatte 262 sein kann.
Die Befestigungsfläche 276 des Verdichtergehäuseflansches 270 kann eine Verdichterflanschvertiefung 278 und eine Verdichterflanschlippe 280 aufweisen. Die Verdichterflanschvertiefung 278 kann sich von der Befestigungsfläche 276 zum vorderen Verdichterende 62, das an der Befestigungsfläche 276 die Verdichterflanschlippe 280 ausbildet, axial nach innen erstrecken. Die Verdichterflanschvertiefung 278 kann sich von der Flanschinnenfläche 274 radial nach außen zu einer Vertiefungsaußenkante 282, die zwischen der Flanschinnenfläche 274 und der Flanschaußenfläche 272 angeordnet ist, erstrecken. Die Verdichterflanschvertiefung 278 kann eine radiale Breite „W₃” aufweisen, die kleiner als eine radial Breite W₂ der Befestigungsfläche 276 sein kann. In einer beispielhaften Ausführungsform kann die Breite W₃ in einem Bereich von circa 70% bis circa 90% der Breite W₂ sein. Wie in 6 gezeigt, kann die Verdichterflanschvertiefung 278 eine Vertiefungsfläche 284 aufweisen, die von der Befestigungsfläche 276 der Befestigungsplatte 262 axial beabstandet ist. In einer beispielhaften Ausführungsform kann ein axialer Abstand der Vertiefungsfläche 284 von der Befestigungsfläche 276 in einem Bereich von circa 0,8 mm bis circa 1,4 mm liegen. Die Vertiefungsfläche 284 kann sich von der Flanschinnenfläche 274 zur Vertiefungsaußenkante 282 radial nach außen erstrecken. Die Verdichterflanschlippe 280 kann benachbart zur Vertiefungsaußenkante 282 der Verdichterflanschvertiefung 278 angeordnet sein. Die Verdichterflanschlippe 280 kann sich von der Vertiefungsaußenkante 282 zur Flanschaußenfläche 272 radial nach außen erstrecken. Wie ferner in 6 gezeigt, kann die Vorderseite 264 der Befestigungsplatte 262 an der Verdichterflanschlippe 280 anliegen.
Die Vertiefungsfläche 284 des Verdichtergehäuseflansches 270 kann mehrere Bohrungen 286 aufweisen. Wie die Bohrungen 268 können auch die Bohrungen 286 in Umfangsrichtung voneinander beabstandet sein und kann ein Umfangsabstand zwischen den Bohrungen 286 gleich oder ungleich sein. Mit anderen Worten können die Bohrungen 286 am Umfang gleichmäßig oder ungleichmäßig verteilt sein. Die Bohrungen 286 können derart angeordnet sein, dass sie zu den Bohrungen 268 ausgerichtet sind. Die Bohrungen 286 können ebenfalls Gewinde aufweisen. Die Schrauben 46 können sich durch die Bohrungen 286 erstrecken und in die Bohrungen 286 eingeschraubt werden, um die Befestigungsplatte 262 am Verdichtergehäuseflansch 270 anzubringen. In einigen beispielhaften Ausführungsformen können die Schrauben 46 auch in die Bohrungen 286 eingeschraubt werden. Obwohl in 6 Schrauben 46 gezeigt sind, die in die Bohrungen 268 und/oder die Bohrungen 286 eingeschraubt werden, ist es auch möglich, dass Gewindestangen (nicht gezeigt) in die Bohrungen 286 eingeschraubt werden und Mutter (nicht gezeigt), die an der Rückseite 266 der Befestigungsplatte 262 anliegen, mit den Stangen verbunden werden zum Anbringen der Befestigungsplatte 262 an dem Verdichtergehäuseflansch 270.
Die Befestigungsplatte 262 kann einen Befestigungsplattenüberhangabschnitt 288 aufweisen, der sich von der benachbarten Flanschinnenfläche 274 radial nach innen erstrecken kann.
Der Überhangabschnitt 288 kann einen Vorderseitenabschnitt 290 aufweisen, der an der Flanschrückseite 114 des Lagergehäuseflansches 106 anliegen kann. Wie in 6 gezeigt, kann die Befestigungsfläche 276 des Verdichtergehäuseflansches 270 im Wesentlichen koplanar mit der Flanschrückseite 114 des Lagergehäuseflansches 106 angeordnet sein. Wie ferner in 6 gezeigt, kann sich die Befestigungsplatte 262 über die Verdichterflanschvertiefung 278 erstrecken und an der Verdichterflanschlippe 280 und der Flanschrückseite 114 des Lagergehäuseflansches 106 anliegen. Ein auf diese Weise erfolgtes Lagern der Befestigungsplatte 262 an zwei radialen Positionen kann dazu beitragen, Biegekräfte, die von der Befestigungsplatte 262 auf die Schrauben 46 übertragen werden, zu minimieren und/oder zu eliminieren. Ferner kann die Verdichterflanschvertiefung 278 ermöglichen, dass sich die Befestigungsplatte 262 in die Verdichterflanschvertiefung 278 zwischen der Verdichterflanschlippe 280 und dem Lagergehäuseflansch 106 hineinbiegt, wenn die Schrauben 46 angezogen werden, was dazu beiträgt, dass in den Schrauben 46 eine Zugkraft erzeugt wird. Eine Zugkraft in den Schrauben 46 kann wiederum helfen, die Befestigungsplatte 262 an dem Verdichtergehäuseflansch 270 und dem Lagergehäuseflansch 106 fest anzubringen.
7 zeigt eine weitere beispielhafte Ausführungsform der Befestigungsplatte 262, die eine oder mehrere Segmente aufweisen kann. 7 zeigt eine Ansicht der Befestigungsplatte 262 in einer Ebene, die im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse 50 angeordnet ist. Wie in 7 gezeigt, kann die Befestigungsplatte 262 ein erstes Befestigungsplattensegment 292, ein zweites Befestigungsplattensegment 294 und ein drittes Befestigungsplattensegment 296 aufweisen. Jedes der ersten, zweiten und dritten Befestigungsplattensegmente 292, 294, 296 kann eine ringförmig bogenförmige Platte mit einer oder mehreren Bohrungen 286 sein. Wie in 7 gezeigt, können die ersten, zweiten und dritten Befestigungsplattensegmente 292, 294, 296 derart am Umfang verteilt sein, dass sie sich um die Drehachse 50 anordnen, sodass auch die Bohrungen 286 in Umfangsrichtung um die Drehachse 50 angeordnet sein können. In der in 7 dargestellten beispielhaften Ausführungsform kann jedes der ersten, zweiten und dritte Befestigungsplattensegmente 292, 294, 296 drei Bohrungen 286 aufweisen, deren Abstände in Umfangsrichtung gleich sind. Mit anderen Worten sind die Bohrungen 286 in Umfangsrichtung gleich verteilt. Es ist jedoch auch möglich, dass jedes der ersten, zweiten und dritten Befestigungsplattensegmente 292, 294, 296 eine beliebige Zahl von Bohrungen 286 aufweisen kann, die in Umfangsrichtung gleich oder ungleich verteilt sind. Jedes der ersten, zweiten und dritten Befestigungsplattensegmente 292, 294, 296 kann einen Innenradius „R₉” und einen Außenradius „R₁₀” größer als R₉ aufweisen. Es ist jedoch auch möglich, dass die ersten, zweiten und dritten Befestigungsplattensegmente 292, 294, 296 gleiche oder verschiedene Radien R₉ und R₁₀ aufweisen können. Jedes der ersten, zweiten und dritten Befestigungsplattensegmente 292, 294, 296 kann sich um einen Umfangswinkel „θ₇” erstrecken. Beispielsweise kann der Umfangswinkel θ₇ ein Winkel zwischen einer Vorderkante 298 und einer Hinterkante 300 des ersten, zweiten und dritten Befestigungssegments 292, 294, 296 sein. Es ist jedoch auch möglich, dass die ersten, zweiten und dritten Befestigungsplattensegmente 292, 294, 296 gleiche oder verschiedene Umfangswinkel θ₇ aufweisen können. Obwohl in 7 drei Befestigungsplattensegmente gezeigt sind, ist es auch möglich, dass die Befestigungsplatte 262 eine beliebige Anzahl von bogenförmigen Befestigungsplattensegmenten 292, 294, 296 aufweisen kann.
8 zeigt eine Schnittansicht einer beispielhaften Ausführungsform eines Turbinengehäuseaufbaus 310 für die Turbinenstufe 14 des Turboladers 10. Der Turbinengehäuseaufbau 310 weist eine oder mehrere Befestigungsplatten 312 und eine oder mehrere Schrauben 48 auf, die zum Verbinden des Turbinengehäuses 42 mit dem Lagergehäuse 44 ausgebildet sind. Die Befestigungsplatte 312 kann an dem Turbinengehäuse 42 und dem Lagergehäuse 44 anliegen. In einer beispielhaften Ausführungsform kann die Befestigungsplatte 312 eine einzelne im Wesentlichen ringförmige Platte sein, die um die Drehachse 50 angeordnet ist. Es ist jedoch auch möglich, dass, wie im Fall der Befestigungsplatte 262, die Befestigungsplatte 312 ferner ein oder mehrere Segmente, die ähnlich zum ersten Befestigungsplattensegment 292, zum zweiten Befestigungsplattensegment 294 und zum dritten Befestigungsplattensegment 296 sind, aufweist. Es ist auch möglich, dass die Befestigungsplatte 262 mehrere erste Befestigungsplattensegmenten aufweisen kann und die Befestigungsplatte 312 mehrere zweite Befestigungsplattensegmente aufweisen kann. Es ist auch möglich, dass eine Anzahl von Befestigungsplattensegmenten der Befestigungsplatte 262 gleich oder verschieden zu einer Anzahl von Befestigungsplattensegmenten der Befestigungsplatte 312 sein kann. Ferner ist es möglich, dass die Befestigungsplatte 312 eine Dicke aufweisen kann, die gleich oder verschieden zu einer Dicke der Befestigungsplatte 262 sein kann. Die Befestigungsplatte 312 kann eine Vorderseite 314 und eine Rückseite 316, die gegenüber und axial beabstandet von der Vorderseite 314 angeordnet ist, aufweisen. In der Befestigungsplatte 312 kann mehrere Bohrungen 318 angeordnet sein. Die Bohrungen 318 können in Umfangsrichtung voneinander beabstandet sein. Ein Umfangsabstand zwischen den Bohrungen 318 kann gleich oder ungleich sein. Mit anderen Worten können die Bohrungen 318 am Umfang gleichmäßig oder ungleichmäßig verteilt sein. Die Bohrungen 318 können Durchgangsbohrungen sein, die sich von der Vorderseite 314 zur Rückseite 316 erstrecken. In einigen beispielhaften Ausführungsformen können die Bohrungen 318 Gewinde aufweisen. Die Befestigungsplatte 312 kann eine radiale Dicke „W₄” aufweisen.
Das Turbinengehäuse 42 kann eine Turbinengehäusewand 320 aufweisen. Die Turbinengehäusewand 320 kann eine Kerbe 322 aufweisen. Die Kerbe 322 kann eine Kerbeninnenfläche 324 und eine Kerbenhinterwand 326 aufweisen. Die Kerbeninnenfläche 324 kann eine im Wesentlichen zylindrische Form aufweisen, die um die Drehachse 50 angeordnet ist. Die Kerbenhinterwand 326 kann sich von der Kerbeninnenfläche 324 radial nach innen erstrecken und kann im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse 50 angeordnet sein. Die Turbinengehäusewand 320 kann ferner eine Turbineninnenfläche 328 aufweisen, die das Turbinenrad 34 (siehe 1) umschließen kann. Ferner kann die Turbinengehäusewand eine Befestigungsfläche 330 aufweisen, die gegenüber von der Turbineninnenfläche 328 angeordnet ist. Die Befestigungsfläche 330 kann sich von der Kerbeninnenfläche 324 zu einem äußeren Turbinenwandende 332 radial nach außen erstrecken.
Die Befestigungsfläche 330 der Turbinengehäusewand 320 kann eine Turbinenflanschvertiefung 334 und eine Turbinenwandlippe 336 aufweisen. Die Turbinenflanschvertiefung 334 kann sich von der Befestigungsfläche 330 zur Turbineninnenfläche 328, die die Turbinenwandlippe 336 bildet, axial nach innen erstrecken. Die Turbinenflanschvertiefung 334 kann sich von der Kerbeninnenfläche 324 zu einer Vertiefungsaußenkante 338, die zwischen der Kerbeninnenfläche 324 und dem äußeren Turbinenwandende 332 angeordnet ist, radial nach außen erstrecken. Die Turbinenflanschvertiefung 334 kann eine radiale Breite „W₅” aufweisen, die kleiner als eine radiale Breite W₄ der Befestigungsplatte 312 sein kann. In einer beispielhaften Ausführungsform kann die radiale Breite W₅ in einem Bereich von ungefähr 70% bis ungefähr 90% der Breite W₄ sein. Wie in 8 gezeigt, kann die Turbinenflanschvertiefung 334 eine Vertiefungsfläche 340 aufweisen, die von der Befestigungsfläche 330 der Turbinengehäusewand 320 axial beabstandet ist. In einer beispielhaften Ausführungsform kann ein axialer Abstand der Vertiefungsfläche 340 von der Befestigungsfläche 330 in einem Bereich von circa 0,8 mm bis circa 1,4 mm sein. Die Vertiefungsfläche 340 kann sich von der Kerbeninnenfläche 324 zur Vertiefungsaußenkante 338 radial nach außen erstrecken. Die Turbinenwandlippe 336 kann benachbart zur Vertiefungsaußenkante 338 der Turbinenflanschvertiefung 334 angeordnet sein. Die Turbinenwandlippe 336 kann sich von der Vertiefungsaußenkante 338 zum äußeren Turbinenwandende 332 radial nach außen erstrecken. Wie ebenfalls in 8 gezeigt, kann die Rückseite 316 der Befestigungsplatte 312 an der Turbinenwandlippe 336 anliegen. Die Vertiefungsfläche 340 der Turbinengehäusewand 320 kann mehrere Bohrungen 342 aufweisen. Wie die Bohrungen 318 können auch die Bohrungen 342 in Umfangsrichtung gleichmäßig voneinander beabstandet sein. Ein Abstand in Umfangsrichtung zwischen den Bohrungen 342 kann gleichmäßig oder ungleichmäßig sein. Mit anderen Worten können die Bohrungen 342 am Umfang gleichmäßig oder ungleichmäßig verteilt sein. Die Bohrungen 342 können derart angeordnet sein, dass sie zu den Bohrungen 318 ausgerichtet sind. Die Bohrungen 342 können ebenfalls Gewinde aufweisen.
Das Lagergehäuse 44 kann ein Lagergehäuseflansch 344 aufweisen. Der Lagergehäuseflansch 344 kann eine Vorderseite 346, eine Rückseite 348, die sich gegenüber von der Vorderseite 346 befindet, und eine äußere Lagerflanschfläche 350 aufweisen. Der Lagergehäuseflansch 344 kann an der Kerbenhinterwand 326 der Turbinengehäusewand 320 derart anliegen, dass die äußere Lagerflanschfläche 350 benachbart zu und anliegend an der Kerbeninnenfläche 324 angeordnet ist. Die Befestigungsplatte 312 kann einen Überhangabschnitt 352 aufweisen, der sich von den Bohrungen 318 radial nach innen erstrecken kann. Der Überhangabschnitt 352 kann einen Rückseitenabschnitt 354 aufweisen, der an der Vorderseite 346 des Lagergehäuseflansches 344 anliegen kann. Wie in 8 gezeigt, kann die Befestigungsfläche 330 der Turbinengehäusewand 320 im Wesentlichen koplanar zur Vorderseite 346 des Lagergehäuseflansches 344 angeordnet sein.
Die Schrauben 48 können sich durch die Bohrungen 318 erstrecken und können in die Bohrungen 342 eingeschraubt werden, um die Befestigungsplatte 312 an der Turbinengehäusewand 320 und dem Lagergehäuseflansch 344 zu befestigen. In einigen beispielhaften Ausführungsformen können die Schrauben 48 ebenso in die Bohrungen 318 eingeschraubt werden. Obwohl in 8 die Schrauben 48 beim Zusammenbau in die Bohrungen 318 und/oder Bohrung 342 eingeschraubt werden, ist es auch möglich, dass Gewindestangen (nicht gezeigt) in die Bohrungen 342 eingeschraubt werden und Mutter (nicht gezeigt), die an der Vorderseite 314 der Befestigungsplatte 312 anliegen, mit den Stangen verbunden werden zum Anbringen der Befestigungsplatte 312 an der Turbinengehäusewand 320. Wie in 8 gezeigt, kann sich die Befestigungsplatte 312 über die Turbinenflanschvertiefung 334 erstrecken und an der Turbinenwandlippe 336 am Turbinengehäuse 42 und der Vorderseite 346 des Lagergehäuseflansches 344 anliegen. Ein auf diese Weise erfolgtes Lager der Befestigungsplatte 312 an zwei radialen Positionen kann dazu beitragen, Biegekräfte, die von der Befestigungsplatte 312 auf die Schrauben 48 übertragen werden, zu minimieren und/oder zu eliminieren. Ferner kann sich die Befestigungsplatte 312 in die Turbinenflanschvertiefung 334 hineinbiegen, wenn die Schrauben 48 angezogen werden, was dazu beiträgt, dass in den Schrauben 48 eine Zugkraft erzeugt wird. Eine Zugkraft in den Schrauben 48 kann wiederum dabei helfen, die Befestigungsplatte 312 an der Turbinengehäusewand 320 und dem Lagergehäuseflansch 344 fest anzubringen.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Der offenbarte Verdichteraufbau 90 kann dabei helfen, ein Strömen von Luft durch Spalte zwischen den Schaufelspitzen 178 des Verdichterdiffusorrings 60 und der Innenwand 132 des Verdichtergehäuses 40 zu verringern oder zu eliminieren. Der Verdichteraufbau 90 kann ferner dazu beitragen, eine Effizienz der Verdichterstufe 12 zu erhöhen, indem eine Scheibe 246 verwendet wird, deren Größe auf das Turboladermodul 256 angepasst ist, um Spalte zwischen den Schaufelspitzen 178 und der Innenwand 132 zu verringern oder zu eliminieren. Ferner kann der Verdichteraufbau 90 ein Versagen der Verdichterschaufeln 26 wegen eines Anregens der Verdichterschaufeln 26 aufgrund von Druckwellen, die durch die Schaufeln 148 im Diffusorring 60 erzeugt werden, verringern oder eliminieren. Ferner kann der Verdichteraufbau 90 dazu beitragen, dass das Verdichtergehäuse 40, das Lagergehäuse 44 und das Turbinengehäuse 42 zusammengebaut werden können, ohne Biegekräfte auf die Schrauben 46, 48 auszuüben. Der offenbarte Verdichteraufbau 60 kann ferner dabei helfen, einen Verschleiß an internen Komponenten des Verdichteraufbaus 90, der durch eine thermische Relativbewegung zwischen den Komponenten hervorgerufen wird, zu verringern.
Wie in 1 und 2 gezeigt, können während eines Betriebs des Turboladers 10 Abgase von dem Motor (nicht gezeigt) über den Turbineneinlass 52 in das Turbinengehäuse 42 eintreten, an den Turbinenschaufeln 38 expandieren und das Turbinenrad 34 drehen. Ein Drehen des Turbinenrads 34 kann ein Drehen der Welle 18 erzeugen, die wiederum das Verdichterlaufrad 16 drehen kann. Luft kann über den Verdichtereinlass 56 in das Verdichtergehäuse 40 eintreten und das Verdichtergehäuse 40 über den Verdichterauslass 58 verlassen. Wenn Luft durch die Verdichterstufe 12 strömt, kann das Rotieren des Verdichterlaufrads 16 die Luft beschleunigen. Die Luft, die die Außenkanten 78 der Verdichterschaufeln 26 verlässt, kann abgebremst (verlangsamt) werden, wenn sie zwischen den Schaufeln 148 des Diffusorrings 60 hindurchströmt. Ein Abbremsen der Luft im Diffusorring 60 kann zu einer Erhöhung des Luftdrucks in der Spirale 72 der Verdichterstufe 12 führen. Die Luft, die von dem in der Verdichterstufe 12 erzeugten Druck komprimiert wird, kann in die Brennkammern des Motors geführt werden zum Verbrennen von Kraftstoff. Luft, die in den Spalten zwischen der Innenwand 132 und den Schaufelspitzen 178 strömt, kann ein durch den Diffusorring 60 hervorgerufenes Abbremsen umgehen, was die Möglichkeit verringert, durch den Diffusorring 60 kinetische Energie der Luft in Druck in der Spirale 72 umzuwandeln. Ein reduzierter Druck in der Spirale 72 kann einen nachteiligen Effekt auf die Leistung des Motors haben.
Der Verdichteraufbau 90 kann mehrere Merkmale aufweisen, die dabei helfen, Spalte zwischen den Schaufelspitzen 178 und der Innenwand 132 des Verdichtergehäuses 40 zu verringern. Beispielsweise kann der Verdichteraufbau 90 eine Wellfeder 184 aufweisen, die zwischen der zweiten Rippenfläche 130 und der Rückplatte 146 des Diffusorrings 60 angeordnet ist. Die Wellfeder 184 kann eine axiale Kraft auf die Rückplatte 146 auswirken, die den Diffusorring 60 hin zum vorderen Verdichterende 62 bewegt und auf die Schaufelspitzen 178 drückt, sodass diese fest in Kontakt mit der Innenwand 132 des Verdichtergehäuses 40 kommen. Indem die Schaufelspitzen 178 gezwungen werden, fest an der Innenwand 132 anzuliegen, kann die Welldichtung 184 dabei helfen, Spalte zwischen den Schaufelspitzen 178 und der Innenwand 132 bei allen Betriebsbedingungen des Turboladers 10 zu verringern oder zu eliminieren. Die Wellfeder 184 kann ferner dazu beitragen, einen Schaden an den Schaufeln 148, der hervorgerufen wird, wenn der Turbolader nicht in Betrieb ist, zu reduzieren oder zu eliminieren, indem die Schaufelspitzen 178 dazu gezwungen werden, in Kontakt mit der Innenwand 132 zu kommen. Indem auf diese Weise ermöglicht wird, dass die Schaufelspitzen 178 in Kontakt mit der Innenwand 132 bleiben, kann eine übermäßige Vibration der Schaufeln 148 verhindert werden, was wiederum dazu beitragen kann, einen Schaden an den Schaufeln 148 zu verringern oder zu eliminieren.
Ferner kann während eines Betriebs des Turboladers 10 verdichtete Luft von der Spirale 72 durch den Radialspalt 168 in den Hohlraum 172 abgelassen werden. Die verdichtete Luft kann dabei helfen, die Rückplatte 148 weg von der zweiten Rippenfläche 130 und hin zum vorderen Verdichterende 62 zu drücken, was wiederum die Schaufelspitzen 178 dazu zwingt, fest in Kontakt mit der Innenwand 132 des Verdichtergehäuses 40 zu kommen. Indem die Schaufelspitzen 178 dazu gezwungen werden, fest an der Innenwand 132 anzuliegen, kann abgelassene Luft im Hohlraum 172 dazu beitragen, Spalte zwischen den Schaufelspitzen 178 und der Innenwand 132 während eines Hochdruckbetriebs der Verdichterstufe 12 zu verringern oder zu eliminieren.
Der Radialspalt 178 und das Dichtungselement 170 können ferner dazu beitragen, dass sich die Rückplatte 146 und der Diffusorring 60 während eines Betriebs der Verdichterstufe 12 thermisch frei ausdehnen können. Beispielsweise kann der Diffusorring 60 aus Aluminium, einer Aluminiumlegierung oder anderen Legierungen hergestellt sein, die einen relativ hohen thermischen Ausdehnungskoeffizienten im Vergleich zum Verdichtergehäuse und dem Lagergehäuse 44 aufweisen, die ihrerseits aus einer Eisenlegierung oder anderen Legierungen hergestellt sein können. Der Radialspalt 168 und die Komprimierbarkeit des Dichtungselements 170 können ermöglichen, dass sich die Rückplatte 146 ausdehnt, ohne in Kontakt mit der Innenfläche 166 der Spiralhinterwand 100 des Lagergehäuses 44 zu kommen bzw. diese zu behindern. Da ferner das Dichtungselement 170 an der Vorsprungsaußenfläche 136, die im Wesentlichen senkrecht zur Wellfeder 184 angeordnet ist, angeordnet ist, kann die durch die Wellfeder 184 aufgebrachte axiale Kraft nicht durch die kompressiven Kräfte, die durch das Dichtungselement 170 erzeugt werden, verringert werden. Folglich kann ein Verwenden der Wellfeder 184 die Dichtwirkung (Dichtstärke), die durch das Dichtungselement 170 zwischen der Vorsprungsaußenfläche 136 und der Unterseite 158 der Rückplatte 146 erzeugt wird, nicht verringern. Daher kann das Dichtungselement 170 weiterhin effektiv dichten und während des gesamten Betriebsbereichs des Turboladers 10 ein Rückströmen von Luft aus der Spirale 72 durch den Hohlraum 172 und in den Durchgang 134 verhindern, was dazu beiträgt, die Effizienz der Verdichterstufe 12 zu verbessern.
Wie in 1 bis 4 gezeigt, kann der Verdichteraufbau 90 ferner dazu beitragen, Spalte zwischen Schaufelspitzen 178 und der Innenwand 132 des Verdichtergehäuses 40 zu verringern oder zu eliminieren, indem ein Größenunterschied zwischen dem Verdichterlaufrad 16, der Welle 18, dem Turbinenrad 34, dem Verdichtergehäuse 40, dem Turbinengehäuse 42 und dem Lagergehäuse 44 verringert wird. Insbesondere kann die Größe des Turboladermoduls 256 nach einem Zusammenbau des Verdichterlaufrads 16 mit der Welle 18, dem Turbinenrad 34, dem Turbinengehäuse 42 und dem Lagergehäuse 44 gemessen werden. Eine maximale Dicke t₃ der Scheibe 246 kann gewählt werden basierend auf den gemessenen Größen des Turboladermoduls 256 und den Größentoleranzen des Verdichtergehäuses 40. Insbesondere kann eine Axialkraft auf die Welle 18 ausgeübt werden, die das Verdichterlaufrad 16 vom Turbinengehäuse 42 weg und hin zum vorderen Verdichterende 62 drückt. Ein axialer Abstand „A” kann zwischen der Vertiefungsauflagefläche 124 und einer Messposition 258 am Verdichterlaufrad 16 gemessen werden. Die Messposition 258 kann eine vorbestimmte Position am Verdichterlaufrad 16 sein. Ferner kann ein axialer Abstand „B” zwischen der Rückseite 118 der Spiralhinterwand 100 und einer Messposition 259 an der Innenwand 132 des Verdichtergehäuses 40 gemessen werden. Zusätzlich kann eine Änderung des Abstands B in Abhängigkeit von bekannten Herstellungstoleranzen ermittelt werden. Zusätzlich oder alternativ kann die Änderung (des Axialabstandes B) basierend auf Messungen des Abstands B an mehreren Verdichtergehäusen 40 ermittelt werden. Eine maximale t₃ kann basierend auf den Abständen A, B und den Änderungen des Abstands B ermittelt werden, sodass die Schaufelspitzen 178 in Kontakt mit der Innenwand 132 des Verdichtergehäuses 40 bleiben können. Beispielsweise kann eine Dicke t₃ derart gewählt werden, dass ein Abstand „C” zwischen der Vertiefungsauflagefläche 124 des Lagergehäuseflansches 106 und der Messposition 259 größer oder gleich einer Summe aus der Dicke t₃ und einem maximalen Wert des Abstands B, der basierend auf den Änderungen des Abstands B bestimmt wird, ist. Die Scheibe 246 kann mit der ausgewählten Dicke t₃ fest an dem Lagergehäuseflansch 106 angebracht sein. Ein auf diese Weise durchgeführtes Anpassen der Dicke t₃ der Scheibe 246 an das Turboladermodul 256 kann dazu beitragen, dass die Schaufelspitzen 178 fest an der Innenwand 132 des Verdichtergehäuses 40 anliegen, unabhängig von zu erwartenden Größentoleranzabweichungen in dem Verdichtergehäuse 40. Daher kann eine Auswahl der Dicke t₃ für die Scheibe 246, die auf das Turboladermodul 256 angepasst ist, dazu beitragen, Spalte zwischen Schaufelspitzen 178 und der Innenwand 132 des Verdichtergehäuses 40 zu reduzieren oder zu eliminieren.
Wie in 2 gezeigt, kann der Verdichteraufbau 90 den schaufelfreien Raum 22 aufweisen, der sich von den Außenkanten 78 der hintersten Reihe 32 der Verdichterschaufeln 26 zu den vorderen Schaufelkanten 180 erstreckt. Eine radiale Erstreckung ΔR des schaufelfreien Raums 200 kann derart gewählt werden, dass hochfrequente Vibrationen der Schaufeln 148, die durch an den vorderen Schaufelkanten 180 hervorgerufene Druckschwankungen erzeugt werden, verringert oder eliminiert werden können. Insbesondere kann die radiale Erstreckung ΔR derart gewählt werden, dass sie mindestens 20% des maximalen Radius R₂ der Verdichterschaufeln 26 in der hintersten Reihe 32 des Verdichterlaufrads 16 aufweist, um hochfrequente Vibrationen der Verdichterschaufeln 26 zu verringern oder zu eliminieren. Ein größerer Wert von ΔR kann vorzugsweise gewählt werden, um den Effekt der Druckschwankungen, die an den vorderen Schaufelkanten 180 am Verdichterlaufrad 26 erzeugt werden, zu verringern. Um ein insgesamtes Volumen der Verdichterstufe 12 zu minimieren, kann die radiale Erstreckung ΔR jedoch derart gewählt werden, dass diese in einem Bereich von circa 20% bis 40% des Radius R₂ ist. Eine auf diese Weise erfolgte Wahl der radialen Erstreckung des schaufelfreien Raums 200 kann dabei helfen, Ermüdungsfehler der Verdichterschaufeln 26 durch in den Verdichterschaufeln 26 hervorgerufenen Vibrationen aufgrund von an den vorderen Schaufelkanten 180 erzeugten Druckschwankungen zu verringern oder zu eliminieren. Eine Verringerung oder eine Eliminierung der Ermüdungsfehler der Verdichterschaufeln 26 kann dazu beitragen, die nutzbare Verwendungsdauer des Verdichteraufbaus 90 zu verlängern.
Wie in 3 und 4 gezeigt, können Nasen 226 dabei helfen, ein Drehen des Diffusorrings 60 relativ zur Drehachse 50 zu verhindern. Ferner können Unterlegscheiben 244 und Befestigungselemente 242 dabei helfen, den Diffusorring 60 an der Spiralhinterwand 100 des Verdichtergehäuses 40 zu befestigen. Die Tiefen der Vertiefungen 220, 239 können derart gewählt werden, dass ein Axialspalt 234 zwischen der Nasenvorderseite 228 und der Vertiefungsrückseite 222 der Spiralhinterwand 100 erhalten bleibt. Axialspalte 234 und Radialspalte 236 zwischen der Nasenseitenfläche 232 und der Vertiefungsseitenfläche 224 der Vertiefung 220 können dabei helfen, dass sich der Diffusorring 60 und die Nasen 226 gegenüber dem Verdichtergehäuse 40 frei ausdehnen können, ohne dass die Nasenvorderseite 228, die Nasenrückseite 230 und die Nasenseitenfläche 232 während eines Betriebs des Turboladers 10 einem signifikanten Verschleiß unterliegen. In einigen beispielhaften Ausführungsformen können die Nasen 226 und der Diffusorring 60 aus Aluminium, einer Aluminiumlegierung oder anderen Legierungen hergestellt sein, die einen relativ hohen thermischen Ausdehnungskoeffizient im Vergleich zum Verdichtergehäuse 40 aufweisen, das aus einer Eisenlegierung oder anderen Legierungen hergestellt sein kann. Während eines Betriebs des Turboladers 10 kann eine Temperatur des Diffusorrings 60 und des Verdichtergehäuses 40 ansteigen. Der Diffusorring 60 und die Nasen 266 können sich radial und axial um ein viel größeres Ausmaß ausdehnen als die Spiralhinterwand 100 des Verdichtergehäuses 40. Daher können sich die Nasen 226 relativ zum Verdichtergehäuse 40 radial und axial mehrmals bewegen. Beispielsweise können sich in einer beispielhaften Ausführungsform die Nasen 226 während eines Betriebs des Turboladers 10 mehrere tausend Mal radial und axial relativ zum Verdichtergehäuse 40 bewegen. Der Radialspalt 236 kann ermöglichen, dass sich die Nasen 226 frei ausdehnen können, ohne die Vertiefungsseitenfläche 224 zu behindern. Ferner kann der Axialspalt 234 ermöglichen, dass sich die Nasen 226 relativ zur Vertiefungsrückseite 222 bewegen, ohne einen übermäßigen Verschleiß der Nasen 226 zu erzeugen. Die Nasen 226 können daher ermöglichen, dass der Diffusorring 60 fest an dem Verdichtergehäuse 40 angebracht ist, während weiterhin eine relative Bewegung zwischen den Nasen 226 und der Vertiefungsrückseite 222 der Vertiefung 220 in der Spiralhinterwand 100 aufgrund von unterschiedlichen thermischen Ausdehnungen des Diffusorrings 60 und des Verdichtergehäuses 40 möglich sind.
Wenn darüber hinaus der Turbolader 10 mit vier Nasen 226 an einer horizontalen Fläche, bei der die Gravitationsrichtung im Wesentlichen senkrecht zur horizontalen Fläche ist, befestigt ist, können die ersten und zweiten diametralen Achsen 237, 238 symmetrisch um die Gravitationsrichtung angeordnet sein. Eine auf diese Weise erfolgte Anordnung der ersten und zweiten diametralen Achsen 237, 238 kann ermöglichen, dass das Gesamtgewicht des Turboladers 10 gleichmäßig auf alle vier Nasen 226 aufgeteilt ist. Ferner kann eine derartige Anordnung ermöglichen, dass zusätzliche Radialkräfte, die durch den Betrieb des Turboladers 10 erzeugt werden, gleichmäßig auf die vier Nasen 226 aufgeteilt sind.
Wie in 6 gezeigt, kann der Verdichtergehäuseaufbau 260 dabei helfen, dass die Schrauben 46 nicht mit Biegekräften beaufschlagt werden, wenn sie zum Zusammenbauen des Verdichtergehäuses 40 mit dem Lagergehäuse 44 verwendet werden. Wie in 6 gezeigt, kann die Befestigungsplatte 262 durch die Verdichterflanschlippe 280 und die Flanschrückseite 114 des Lagergehäuseflansches 106 an radialen Positionen gelagert werden. Die Befestigungsplatte 262 kann sich über die Verdichterflanschvertiefung 278 erstrecken. Eine Lagerung der Befestigungsplatte 262 an separaten radialen Positionen kann ermöglichen, dass die Befestigungsplatte 262 einen zusammengebauten Zustand von Verdichtergehäuse 40 und Lagergehäuse 44 sicherstellt, selbst wenn sich das Verdichtergehäuse 40 und das Lagergehäuse 44 axial unterschiedlich stark thermisch ausdehnen. Ein Lager der Befestigungsplatte 262 an der Verdichterflanschlippe 280 und dem Lagergehäuseflansch 106 kann auch dazu beitragen, dass sich die Befestigungsplatte 262 in die Verdichterflanschvertiefung 278 hineinbiegt, wenn die Schrauben 46 angezogen werden. Ein Biegen der Befestigungsplatte 262 kann dabei helfen, dass eine Zugkraft entlang einer Längsachse der Schrauben 46 erzeugt wird, während Biegelasten an den Schrauben 46 verringert werden. Darüber hinaus kann die Zugkraft, die in den Schrauben 46 aufgrund eines Biegens der Befestigungsplatte 262 hervorgerufen wird, dabei helfen, dass ein Zusammenbau des Verdichtergehäuses 40 mit dem Lagergehäuse 44 erhalten bleibt, selbst wenn die Schrauben während eines Betriebs des Turboladers locker werden. Da ferner die Befestigungsplatte 262 eine Axialkraft zum Aufrechterhalten eines Zusammenbaus des Verdichtergehäuses 40 und des Lagergehäuses 44 ermöglicht, kann die Befestigungsplatte 262 ermöglichen, dass sich die Verdichterflanschlippe 280 und der Lagergehäuseflansch 106 unterschiedlich stark radial ausdehnen, während weiterhin eine Befestigungskraft in den Schrauben 46 aufrechterhalten wird.
Wie in 8 gezeigt, kann der Turbinengehäuseaufbau 310 dabei helfen, die Schrauben 48 nicht mit Biegekräften zu beaufschlagen, wenn sie zum Zusammenbau des Turbinengehäuses 42 und des Lagergehäuses 44 verwendet werden. Wie in 8 gezeigt, kann die Befestigungsplatte 312 durch die Turbinenwandlippe 336 und den Lagergehäuseflansch 344 an radialen Positionen gelagert werden. Die Befestigungsplatte 312 kann sich über die Turbinenflanschvertiefung 334 erstrecken. Ein Lager der Befestigungsplatte 312 an separaten radialen Positionen kann ermöglichen, dass die Befestigungsplatte 312 einen zusammengebauten Zustand von Turbinengehäuse 42 und Lagergehäuse 44 aufrechterhält, selbst wenn sich das Turbinengehäuse 42 und das Lagergehäuse 44 axial unterschiedlich stark thermisch ausdehnen. Ein Lager der Befestigungsplatte 312 an der Turbinenwandlippe 336 und dem Lagergehäuseflansch 344 kann ferner ermöglichen, dass sich die Befestigungsplatte 312 in die Turbinenflanschvertiefung 334 hineinbiegt, wenn die Schrauben 48 angezogen werden. Ein Biegen der Befestigungsplatte 312 kann dabei helfen, dass eine Zugkraft entlang einer Längsachse der Schrauben 48 erzeugt wird, während Biegekräfte in den Schrauben 48 verringert werden. Ferner kann die Zugkraft, die in den Schrauben 48 aufgrund eines Biegens der Befestigungsplatte 312 erzeugt wird, dabei helfen, dass ein Zusammenbau des Turbinengehäuses mit dem Lagergehäuse aufrechterhalten bleibt, selbst wenn die Schrauben während eines Betriebs des Turboladers 10 locker werden. Da ferner die Befestigungsplatte 312 eine Axialkraft zum Aufrechterhalten eines Zusammenbaus des Turbinengehäuses 42 und des Lagergehäuses 44 ermöglicht, kann die Befestigungsplatte 312 ermöglichen, dass sich die Turbinenwandlippe 336 und der Lagergehäuseflansch 344 unterschiedlich stark radial ausdehnt, während weiterhin eine Befestigungskraft in den Schrauben 48 aufrechterhalten wird.
Wie von einem Fachmann erkannt werden wird, können verschiedene Modifikationen und Variationen auf den offenbarten Verdichteraufbau angewandt werden. Andere Ausführungsformen werden einem Fachmann durch Berücksichtigung der Offenbarung und die praktische Anwendung des offenbarten Verdichteraufbaus offensichtlich. Es ist beabsichtigt, dass die Offenbarung und die Beispiele lediglich exemplarisch sind und der wahre Umfang durch die folgenden Ansprüche und deren Äquivalente angegeben 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

US 6168375 [0005]
US 6,168,375 [0006]

Claims

Verdichteraufbau (90) mit: einem Verdichtergehäuse (40), das eine Innenwand (132) aufweist, die unter einem ersten Winkel gegenüber einer Ebene, die im Wesentlichen senkrecht zu einer Drehachse (50) des Verdichteraufbaus (90) angeordnet ist, geneigt ist; einem Verdichterlaufrad (16), das im Inneren des Verdichtergehäuses (40) angeordnet ist; einem Lagergehäuse (44), das an dem Verdichtergehäuse (40) angebracht ist, wobei das Lagergehäuse (44) folgende Komponenten aufweist: einen Körperteil (102); und eine Rippe (104), die sich von dem Körperteil (102) zu einem Rippenende (108) nach außen erstreckt, wobei die Rippe (108) unter einem zweiten Winkel gegenüber der Ebene geneigt ist; einem Diffusorring (60), der zwischen der Innenwand (132) und der Rippe (104) angeordnet ist; und einer Feder (184), die zwischen der Rippe (104) und dem Diffusorring (60) angeordnet und zum Ausüben einer im Wesentlichen axialen Kraft auf den Diffusorring (60) ausgebildet ist.
Verdichteraufbau (90) nach Anspruch 1, wobei die Rippe (104) folgende Komponenten aufweist: einen Vorsprung (128), der zwischen dem Körperteil (102) und dem Rippenende (108) angeordnet ist; eine erste Rippenfläche (126), die sich vom Körperteil (102) zum Vorsprung (128) erstreckt; und eine zweite Rippenfläche (130), die sich von dem Vorsprung (128) zum Rippenende (108) erstreckt, wobei der Diffusorring (60) zwischen der zweiten Rippenfläche (130) und der Innenwand (132) angeordnet ist.
Verdichteraufbau (90) nach Anspruch 2, wobei der Vorsprung (128) folgende Komponenten aufweist: eine Vorsprungsaußenfläche (136), die sich von der ersten Rippenfläche (126) zu einem Vorsprungsende (138), das zwischen der ersten Rippenfläche (126) und einem hinteren Verdichterende (64) angeordnet ist, axial erstreckt; und eine Vorsprungsaxialfläche (142), die sich von dem Vorsprungsende (138) zur zweiten Rippenfläche (130) radial erstreckt.
Verdichteraufbau (90) nach Anspruch 3, wobei der Diffusorring (60) folgende Komponenten aufweist: eine Rückplatte (146), die sich von einer vorderen Rückplattenkante (150) zu einer hinteren Rückplattenkante (152) erstreckt, wobei die vordere Rückplattenkante (150) benachbart zur Vorsprungsaußenfläche (136) angeordnet ist, und die Rückplatte (146) von der zweiten Rippenfläche (130) durch einen Hohlraum (172) beabstandet ist; und eine Schaufel (148), die sich von der Rückplatte (146) hin zur Innenwand (132) erstreckt.
Verdichteraufbau (90) nach Anspruch 4, wobei die Schaufel (148) eine Schaufelspitze (178) aufweist, die zum Anliegen an der Innenwand (132) ausgebildet ist.
Verdichteraufbau (90) nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Rückplatte (146) folgende Komponenten aufweist: eine Vorderseite (154), die gegenüber von der Innenwand (132) angeordnet ist; eine Unterseite (158), die zum Anliegen an der Vorsprungsaußenfläche (136) ausgebildet ist; eine Rückseite (162), die durch den Hohlraum (172) von der zweiten Rippenfläche (130) beabstandet ist; und eine Vertiefung (164), die zwischen der Unterseite (158) und der Rückseite (162) und benachbart zur Vorsprungsaußenfläche (136) angeordnet ist und ferner folgende Komponenten aufweist: eine Vertiefungsoberseite (174), die sich von der Rückseite (162) zur Vorderseite (154) axial erstreckt; und eine Vertiefungsseitenfläche (176), die sich zwischen der Vertiefungsoberseite (174) und der Unterseite (158) erstreckt.
Verdichteraufbau (90) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei die Vorsprungsaußenfläche (136) eine ringförmige Nut (140) aufweist und ein Dichtungselement (170) in der ringförmigen Nut (140) zwischen der Vorsprungsaußenfläche (136) und der Unterseite (158) der Rückplatte (146) angeordnet ist.
Diffusorring (60) mit: einer Rückplatte (146), die folgende Komponenten aufweist: eine Vorderseite (154), die unter einem ersten Winkel gegenüber einer Ebene, die im Wesentlichen senkrecht zu einer Drehachse (50) angeordnet ist, geneigt ist; eine Rückseite (160), die unter einem zweiten Winkel gegenüber der Ebene geneigt ist; eine Oberseite (156), die sich von der Vorderseite (154) zur Rückseite (160) axial erstreckt; und eine Unterseite (158), die sich von der Vorderseite (154) zur Rückseite (160) axial erstreckt; und einer Schaufel (148), die sich von der Vorderseite (154) nach außen erstreckt.
Diffusorring (90) nach Anspruch 8, wobei sich die Vorderseite (154) von einer vorderen Rückplattenkante (150) zu einer hinteren Rückplattenkante (152) erstreckt; und sich die Schaufel (148) von einer vorderen Schaufelkante (180) zu einer hinteren Schaufelkante (182), die zwischen der vorderen Rückplattenkante (150) und der hinteren Rückplattenkante (152) angeordnet ist, erstreckt.
Diffusorring (90) nach Anspruch 8 oder 9, ferner mit einer Vertiefung (164), die benachbart zur Unterseite (158) angeordnet ist und folgende Komponenten aufweist: eine Vertiefungsoberseite (174), die sich von der Rückseite (160) zur Vorderseite (154) axial erstreckt; und eine Vertiefungsseitenfläche (176), die sich von der Vertiefungsoberseite (174) zur Unterseite (158) radial nach innen erstreckt.