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Die Erfindung betrifft einen Abgasturbolader mit einem verstellbaren Leitapparat der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.
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Abgasturbolader mit einem durchströmbaren Abgasführungsabschnitt und einem mit dem Abgasführungsabschnitt verbundenen Lagerabschnitt zur Lagerung eines Laufzeugs des Abgasturboladers und einem im Abgasführungsabschnitt oder zwischen dem Abgasführungsabschnitt und dem Lagerabschnitt angeordneten verstellbaren Leitapparat sind bekannt. Zwischen dem durchströmbaren Abgasführungsabschnitt und dem Lagerabschnitt ist ein Hitzeschild angeordnet, derart, dass der Lagerabschnitt wärmeisoliert gegenüber dem Abgasführungsabschnitt ist. Die Hitzeschilde werden bevorzugt am Radrücken eines im Abgasführungsabschnitt drehbar aufgenommenen Turbinenrades positioniert, welches im Betrieb des Abgasturboladers mit heißem Abgas beaufschlagt wird.
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Der Abgasführungsabschnitt weist eine Radkammer auf, in der das Turbinenrad drehbar aufgenommen ist. Diese Radkammer ist gegenüber dem Lagerabschnitt zur Aufnahme des Turbinenrades und zur Herstellung einer drehfesten Verbindung zwischen einem in einer Radkammer eines Luftführungsabschnitts des Abgasturboladers drehbar gelagerten Verdichterrades geöffnet. Der Lagerabschnitt dient einer Aufnahme einer das Verdichterrad mit dem Turbinenrad drehfest verbindenden, im Lagerabschnitt drehbar angeordneten Welle und ist zwischen dem Abgasführungsabschnitt und dem Luftführungsabschnitt angeordnet. Somit ist der Wärmeübergang zwischen dem Abgasführungsabschnitt und dem Lagerabschnitt aufgrund einer fehlenden Wandung im Bereich der Radkammer hoch.
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Die Aufnahme des verstellbaren Leitapparates zwischen dem Abgasführungsabschnitt und dem Lagerabschnitt, wobei der verstellbare Leitapparat über seinem Umfang überwiegend vom Abgasführungsabschnitt umfasst angeordnet ist, führt zu einer weiteren Öffnung des Abgasführungsabschnitts gegenüber dem Lagerabschnitt, welche einen weiteren hohen Wärmeübergang zulässt, da über den verstellbaren Leitapparat in radialer Richtung Abgas auf das Turbinenrad geführt wird. Somit besteht die Notwendigkeit zur weiteren Reduzierung des Wärmeeintrages in den Lagerabschnitt, ein Abschirmelement im Bereich des verstellbaren Leitapparates anzuordnen.
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Aus der Offenlegungsschrift
DE 10 2015 113 393 A1 ist ein Abgasführungsabschnitt mit einem verstellbaren Leitapparat bekannt, welcher ein Abschirmelement im Bereich des verstellbaren Leitapparates aufweist, wobei das Abschirmelement einen Verstellmechanismus des verstellbaren Leitapparates gegenüber dem Abgas abschirmt. Der Verstellmechanismus ist quasi zwischen dem Abschirmelement und dem Lagerabschnitt angeordnet.
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Der europäischen Patentschrift
EP 1 816 317 B1 kann ein Abgasführungsabschnitt mit einem verstellbaren Leitapparat entnommen werden, wobei ein Abschirmelement zwischen dem verstellbaren Leitapparat und dem Lagerabschnitt positioniert ist, wobei das Abschirmelement zwischen dem Lagerabschnitt und dem Abgasführungsabschnitt verklemmt aufgenommen ist.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Abgasturbolader mit einem verstellbaren Leitapparat bereitzustellen, insbesondere einen Abgasturbolader dessen dem verstellbaren Leitapparat zugeordnetes Abschirmelement gesichert zwischen dem verstellbaren Leitapparat und dem Lagerabschnitt aufgenommen ist.
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Diese Aufgabe wird durch einen Abgasturbolader mit einem verstellbaren Leitapparat mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Der erfindungsgemäße Abgasturbolader mit einem verstellbaren Leitapparat, mit einem Gehäuse umfassend einen ersten Gehäuseabschnitt und einen zweiten Gehäuseabschnitt, weist den zwischen dem ersten Gehäuseabschnitt und dem zweiten Gehäuseabschnitt angeordneten verstellbaren Leitapparat zur Variierung einer Anströmung von Abgas auf ein im ersten Gehäuseabschnitt drehbar aufgenommenes Turbinenrad auf. Leitschaufeln des verstellbaren Leitapparates sind in einem zwischen einem Spiralkanal und einer das Turbinenrad aufnehmenden Radkammer ausgebildeten Zuströmkanal aufgenommen. Sie sind an einem Trägerring verdrehbar aufgenommen, wobei der Trägerring zwischen dem Zuströmkanal und dem zweiten Gehäuseabschnitt angeordnet ist. Und mit einem ringförmigen Abschirmelement, welches zwischen dem verstellbaren Leitapparat und dem zweiten Gehäuseabschnitt den verstellbaren Leitapparat zumindest überwiegend in axialer Richtung gegenüber dem zweiten Gehäuseabschnitt bedeckend aufgenommen ist. Erfindungsgemäß weist der zweite Gehäuseabschnitt einen dem ersten Gehäuseabschnitt zugewandt ausgebildeten Ringraum auf, welcher zur Aufnahme des Abschirmelementes ausgebildet ist, wobei der Ringraum das Abschirmelement an seinem Außenumfang in radialer Richtung begrenzend ausgeführt ist. Der Vorteil der Erfindung ist in einer vereinfachten Montage zu sehen, denn dass Abschirmelement kann in den Ringraum eingelegt oder eingeschoben werden und ist durch die radiale Begrenzung gesichert angeordnet. Somit besteht die Möglichkeit ein im zweiten Gehäuseabschnitt drehbar gelagertes Laufzeug des Abgasturboladers vor der Montage und möglicherweise einem Wuchten des Laufzeugs zu montieren, wodurch sich Kosteneinsparungen bei der Herstellung des Abgasturboladers erzielen lassen.
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Ein weiterer Vorteil gegenüber dem Stand der Technik, welcher eine so genannte „Sandwich-Bauweise“ darstellt, ist die Vermeidung von weiteren Zusammenbau-Toleranzen, die durch das Abschirmelement entstehen können, welche einen unmittelbaren Einfluss auf Radspalte im Abgasführungsabschnitt haben.
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In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Abgasturboladers ist die radiale Begrenzung mit Hilfe eines das Abschirmelement zumindest teilweise umfassend ausgebildeten ringförmigen Absatzes ausgebildet. Der ringförmige Absatz kann einfach bspw. im Fertigungsprozess des zweiten Gehäuseabschnitts integriert werden, durch bspw. eine spanende Bearbeitung oder im Gießprozess. Sofern ein Hinterschnitt zur sicheren Aufnahme des Abschirmelementes auszubilden ist, ist hier ebenfalls eine spanende Bearbeitung geeignet.
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Eine axiale Begrenzung des Abschirmelementes ist mit Hilfe einer dem Abschirmelement gegenüberliegend angeordneten Wandung des zweiten Gehäuseabschnitts ausgebildet.
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Zur effektiven Wärmeabschirmung ist zwischen dem Abschirmelement und dem zweiten Gehäuseabschnitt ein Spalt ausgebildet, welcher insbesondere ein Luftspalt ist. Ebenso könnte im Spalt auch ein weiteres wärmeabschirmendes Element angeordnet sein, jedoch stellt der Luftspalt eine kostengünstige Wärmeabschirmung dar.
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Damit ein gesicherter Spalt zwischen dem Abschirmelement und dem zweiten Gehäuseabschnitt realisiert ist, ist der Spalt mit Hilfe eines Abstandselementes ausgebildet. In einer kostengünstigen Variante ist das Abstandselement einstückig mit dem Abschirmelement ausgebildet. Es könnte jedoch auch, bspw. in einem Gießprozess einstückig mit dem zweiten Gehäuseabschnitt, bspw. in Form einer konvex ausgeführten Ausbuchtung ausgebildet sein.
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Eine gesicherte Positionierung des Abschirmelementes und ein sicher ausgebildeter Spalt ist erreicht, sofern zwischen dem Abschirmelement und dem zweiten Gehäuseabschnitt ein Kontakt ausgebildet ist, insbesondere in Form eines punktförmigen oder linienförmigen Kontaktes. Dies führt zwar zu einer Wärmeübertragung von Bauteil zu Bauteil, da es sich jedoch um einen punkt- oder linienförmigen Kontakt handelt, ist die dadurch herbeigeführte Wärmeübertragung zu vernachlässigen. Insbesondere, sofern der Kontakt mit Hilfe eines Abstandselementes ausgebildet ist.
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Bevorzugt sind mehrere Abstandselemente bevorzugt einstückig mit dem Abschirmelement ausgebildet, wobei die Abstandselemente in gleichmäßigen Abständen zueinander oder alternativ in ungleichmäßigen Abständen zueinander am Abschirmelement angeordnet sind. Ebenso können punktförmige und linienförmige Abstandselemente kombiniert am Abschirmelement ausgebildet sein.
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Kostengünstig ist das Abstandselement in Form einer Sicke oder Halbsicke ausgebildet. Die Sicke oder Halbsicke ist bevorzugt in einem dünnwandigen Bauteil herzustellen, wobei sich als Material ein Blech bevorzugt eignet. Dies bedeutet auch, neben der kostengünstigen Herstellung, eine nur unwesentliche Gewichtszunahme des Abgasturboladers, so dass das Gesamtgewicht eines den erfindungsgemäßen Abgasturbolader aufweisenden Antriebsaggregates keine Verbrauchsverschlechterung induziert.
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Das Abstandselement kann in Form der Sicke oder einer Halbsicke ausgebildet sein, wodurch eine einfache und kostengünstige Herstellung des Abschirmelementes als Tiefziehbauteil realisiert ist. Ein weiterer Vorteil ist in einer Formfestigkeit einer Sicke zu sehen.
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In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Abgasturboladers ist das Abstandselement dem zweiten Gehäuseabschnitt zugewandt konvex ausgebildet, wodurch sich auf einfache Weise ein punkt- oder linienförmiger Kontakt realisieren lässt. Eine weiter gesicherte Anlage und somit eine weiter gesicherte Positionierung ist bei der Ausbildung eines zumindest teilringförmigen Abstandselementes erreicht, wobei das Abstandselement bevorzugt eine Innenfläche des ringförmigen Abschirmelementes umfassend angeordnet ist. Oder mit anderen Worten gesagt, das Abstandselement ist nahe der Innenfläche diese in Umfangsrichtung umfassend ausgebildet.
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Zur vereinfachten Montage ist ein Sicherungselement das Abschirmelement am zweiten Gehäuseabschnitt sicher positionierend ausgebildet. Mit Hilfe des Sicherungselementes kann das Abschirmelement während der Montage am zweiten Gehäuseabschnitt gehalten werden und es kann ein Verdrehen und/oder Verkippen, somit eine Depositionierung des Abschirmelementes während der Montage vermieden werden. Kostengünstig ist das Sicherungselement stift- oder bolzenförmig ausgebildet.
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Bevorzugt ist das Abschirmelement verrastet und/oder verpresst und/oder verspannt und/oder stoffschlüssig im Ringraum aufgenommen. Der Vorteil ist in einer einfachen Montage des Abschirmelementes zu sehen.
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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. Gleichen oder funktionsgleichen Elementen sind identische Bezugszeichen zugeordnet. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist es möglich, dass die Elemente nicht in allen Figuren mit ihrem Bezugszeichen versehen sind, ohne jedoch ihre Zuordnung zu verlieren. Die Zeichnung zeigt in:
- 1 in einem Längsschnitt einen Ausschnitt eines Abgasturboladers mit einem verstellbaren Leitapparat gemäß dem Stand der Technik,
- 2 in einem perspektivischen Längsschnitt einen Lagerabschnitt und ein Laufzeug eines erfindungsgemäßen Abgasturboladers mit einem verstellbaren Leitapparat mit einem Abschirmelement in einem ersten Ausführungsbeispiel,
- 3 in einem perspektivischen Längsschnitt den Lagerabschnitt und das Laufzeug des erfindungsgemäßen Abgasturboladers mit dem verstellbaren Leitapparat mit dem Abschirmelement in einem zweiten Ausführungsbeispiel,
- 4 in einem Ausschnitt den Lagerabschnitt gem. 3,
- 5 in einem perspektivischen Längsschnitt den Lagerabschnitt und das Laufzeug des erfindungsgemäßen Abgasturboladers mit dem verstellbaren Leitapparat mit dem Abschirmelement in einem dritten Ausführungsbeispiel,
- 6 in einem Ausschnitt den Lagerabschnitt gem. 5,
- 7 in einem perspektivischen Längsschnitt den Lagerabschnitt und das Laufzeug des erfindungsgemäßen Abgasturboladers mit dem verstellbaren Leitapparat mit dem Abschirmelement in einem vierten Ausführungsbeispiel,
- 8 in einer Vorderansicht das Abschirmelement gem. 7, und
- 9 in einer Detailansicht IX der Lagerabschnitt gem. 6.
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Ein erfindungsgemäßer Abgasturbolader 1 in einer ersten Ausführungsform ist gemäß 1 ausgebildet. Ein Gehäuse 19 des Abgasturboladers 1 umfasst einen durchströmbaren ersten Gehäuseabschnitt 2, welcher in Form eines Abgasführungsabschnitts ausgebildet ist, und einen zweiten Gehäuseabschnitt 3, welcher als Lagerabschnitt zum Lagern eines bspw. in 2 abgebildeten Laufzeugs 4 des Abgasturboladers 1 ausgeführt ist.
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Das Laufzeug 4 umfasst dabei eine Welle 5 mit einer Drehachse 6, über welche das Laufzeug 4 im zweiten Gehäuseabschnitt 3 drehbar gelagert ist. Mit der Welle 5 ist ein Turbinenrad 7 des Laufzeugs 4 drehfest verbunden. Das Turbinenrad 7 ist in einer Radkammer 8 des ersten Gehäuseabschnitts 2 um die Drehachse 6 drehbar aufgenommen.
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Der erste Gehäuseabschnitt 2 weist wenigstens einen Zuströmkanal 9 auf, mit dessen Hilfe Abgas einer dem Abgasturbolader 1 zugeordneten, nicht näher dargestellten Verbrennungskraftmaschine zu dem Turbinenrad 7 führbar ist. So kann das Turbinenrad 7 mit dem Abgas beaufschlagt und von dem Abgas angetrieben werden. Nicht notwendigerweise muss der Abgasturbolader 1 zum Betrieb mit einer Verbrennungskraftmaschine verbunden sein. Ebenso könnte er auch bspw. mit einer Brennstoffzelle oder einem anderen Antriebsmittel verbunden sein, welches ein gasförmiges Medium zur Beaufschlagung des Turbinenrades 7 entweichend ausgebildet ist.
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Der Abgasturbolader 1 weist einen verstellbaren Leitapparat 10 auf, wobei verstellbare Leitschaufeln 11 des Leitapparates 10 im Zuströmkanal 9 bewegbar aufgenommen sind. Der verstellbare Leitapparat 10 dient einer Veränderung eines Strömungsquerschnitts 12 des Zuströmkanals 9.
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Mit der Welle 5 des Laufzeugs 4 ist ein Verdichterrad 13 des Laufzeugs 4 drehfest verbunden. Das Verdichterrad 13 ist in einem dem Abgasturbolader 1 zugeordneten, nicht näher dargestellten durchströmbaren Luftführungsabschnitt um die Drehachse 6 in einer nicht näher dargestellten weiteren Radkammer des Luftführungsabschnitts drehbar angeordnet. Der Luftführungsabschnitt umfasst wenigstens einen nicht näher dargestellten weiteren Zuströmkanal, über welchen dem Verdichterrad 13 Luft zugeführt werden kann. Infolge des Antreibens des Turbinenrads 7 von dem Abgas wird auch das Verdichterrad 13 angetrieben, so dass mittels des Verdichterrads 13 der Verbrennungskraftmaschine zuzuführende Luft anzusaugen und zu verdichten ist.
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Der verstellbare Leitapparat 10 umfasst neben den Leitschaufeln 11, welche in einer Vielzahl ausgebildet sind, einen Trägerring 14 zur Lagerung von Leitschaufelwellen 15 der Leitschaufeln 11, welche mit den Leitschaufeln 11 drehfest verbunden sind und im Trägerring 14 verdrehbar aufgenommen sind. Zur stabilen Lagerung der Leitschaufelwellen 15 ist ein Konturring 16 dem Trägerring 14 axial gegenüberliegend angeordnet im ersten Gehäuseabschnitt 2 aufgenommen. Zwischen dem Trägerring 14 und dem zweiten Gehäuseabschnitt 3 ist eine Verstelleinrichtung 17 des verstellbaren Leitapparates 10 angeordnet. Insgesamt ist der verstellbare Leitapparat 10 in Form einer Kartusche vormontierbar und montiert in einem Gehäuseraum 18 des ersten Gehäuseabschnitts 2 anzuordnen, wobei der Gehäuseraum 18 ein zumindest gegenüber dem zweiten Gehäuseabschnitt 3 geöffneter Raum ist.
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Da der erste Gehäuseabschnitt 2 zumindest teilweise von dem eine relativ hohe Temperatur aufweisenden Abgas während des Betriebs des Abgasturboladers 1 durchströmt wird, und somit eine höhere Bauteiltemperatur als es die Umgebungstemperatur ist, aufweist, weist auch der angrenzende zweite Gehäuseabschnitt 3 aufgrund eines Wärmeüberganges eine höhere Bauteiltemperatur auf.
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Zur Vermeidung einer unzulässig starken Erwärmung des zweiten Gehäuseabschnitts 3 ist zwischen dem ersten Gehäuseabschnitt 2 und dem zweiten Gehäuseabschnitt 3 im Bereich der Radkammer 8 ein scheibenförmiger Hitzeschild 20 vorgesehen. Zur Aufnahme des Laufzeugs 4 und zum Verbinden der Welle 5 mit dem Turbinenrad 7 weist der zweite Gehäuseabschnitt 3 eine Zentralöffnung 23 auf, welche auch als Zentralbohrung bezeichnet wird, und welche von der Welle 5 zu durchdringen ist. Über die Zentralöffnung 23 kann sich die Welle 5 bis zum Turbinenrad 7 in der Radkammer 8 erstrecken, so dass das Turbinenrad 7 mit der Welle 5 verbunden werden oder sein kann. Der Hitzeschild 20 weist eine zu der Zentralöffnung 23 korrespondierende Durchgangsöffnung 24 auf, welche von der Welle 5 des Laufzeugs 4 durchdrungen werden kann, um so mit dem Turbinenrad 7 drehfest verbunden zu werden beziehungsweise zu sein.
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Da dieses jedoch nur eine Wärmeabschirmung im Bereich der Radkammer 8 bildet, weist ein gemäß 2 in einem ersten Ausführungsbeispiel ausgebildeter erfindungsgemäßer Abgasturbolader 1 zur weiteren Wärmeabschirmung im Bereich des Zuströmkanals 9 somit relativ zum Hitzeschild 20 radial nach außen versetzt ein ringscheibenförmiges Abschirmelement 21 zwischen dem ersten Gehäuseabschnitt 2 und dem zweiten Gehäuseabschnitt 3 auf.
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Das Abschirmelement 21 dient einer Abgrenzung des Gehäuseraums 18 gegenüber dem zweiten Gehäuseabschnitt 3, wobei es sich in einem Ringraum 22 des zweiten Gehäuseabschnitts 3 abstützend aufgenommen ist. Das heißt mit anderen Worten, dass der zweite Gehäuseabschnitt 3 einen dem Gehäuseraum 18 gegenüberliegenden Ringraum 22 aufweist, in dem das Abschirmelement 21 gesichert aufgenommen ist. Der Ringraum 22 ist in Form eines ringförmigen Raumes ausgebildet, wobei er dem verstellbaren Leitapparat 10 zugewandt geöffnet ist.
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Der Ringraum 22 ist das Abschirmelement 21 in axialer und radialer Richtung begrenzend ausgeführt. Zur radialen Begrenzung weist der Ringraum 22 einen das Abschirmelement 21 in axialer Richtung am Außenumfang des Abschirmelementes 21 überragenden ringförmigen Absatz 40 auf, wodurch das Abschirmelement 21 in radialer Richtung nach außen begrenzt ist. In Richtung einer Wellenaufnahmeöffnung 42 des zweiten Gehäuseabschnitts 3 stützt sich das Abschirmelement 21 in radialer Richtung an einer Gehäusenase 41 des zweiten Gehäuseabschnitts 3 ab.
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Das Abschirmelement 21 ist mit Hilfe eines Abstandselementes 25 einen Spalt 26 zwischen seiner dem zweiten Gehäuseabschnitt 3 zugewandt ausgebildeten ersten Elementfläche 27 und einer dieser gegenüberliegend ausgebildeten Wandung 28 des zweiten Gehäuseabschnitts 3 herbeiführend ausgebildet, wobei die Wandung 28 der axialen Begrenzung dient. Das Abstandselement 25 ist einstückig mit dem Abschirmelement 21 ausgeführt. Ebenso könnte es auch unabhängig vom Abschirmelement 21 ausgebildet sein und in einem zusätzlichen Verfahrensschritt mit diesem verbunden werden.
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Das Abschirmelement 21 des erfindungsgemäßen Abgasturboladers 1 im ersten Ausführungsbeispiel weist das Abstandselement 25 in Form einer in Richtung der Wandung 28 konvex ausgebildeten und über ihrem Umfang runden Ausbuchtung auf, wobei über einem Umfang des Abschirmelementes 21 mehrere Abstandselemente 25 angeordnet sind. Die Abstandselemente 25 sind zur weiteren sicheren Ausbildung des Spaltes 26 sowohl über dem Umfang als auch in radialer Richtung versetzt zueinander angeordnet.
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Eine Lagesicherung insbesondere gegen eine um die Drehachse 6 mögliche Verdrehung des Abschirmelementes 21 ist mit Hilfe eines stift- oder bolzenförmigen Sicherungselementes 29 herbeigeführt, welches in einer komplementär ausgebildeten Durchtrittsöffnung 30 des Abschirmelementes 21 aufgenommen ist.
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Das Abschirmelement 21, welches einen scheibenförmigen Grundkörper 31 aufweist, besitzt im ersten Ausführungsbeispiel eine sich über den Umfang des Grundkörpers 31 erstreckende Sicke 32, wobei ein äußerer Rand 33 des Abschirmelementes 21 relativ zum Grundkörper 31 abgewinkelt ausgebildet ist, wodurch eine tellerähnliche Form des Abschirmelementes 21 realisiert ist. Der Rand 33 stützt sich an seiner Außenfläche 34 am zweiten Gehäuseabschnitt 3 in radial-axialer Richtung, somit schräg zur Drehachse 6 ab. Zur Aufnahme der Sicke 32, welche sich gegenüber der Wandung 28 konvex erstreckt, weist die Wandung 28 eine zur Sicke 32 komplementär ausgebildete Einbuchtung 35 auf. So kann das Abschirmelement 21 in den Ringraum 22 gesichert verrastet angeordnet werden.
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In einem zweiten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Abgasturboladers 1, welches in den 3 und 4 abgebildet ist, ist das ringscheibenförmige Abschirmelement 21 ausgenommen der Abstandselemente 25, eben ausgeführt.
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Das Abschirmelement 21 ist mit Hilfe von an seiner Außenfläche 34 und an seiner Innenfläche 36 ausgebildeten Ausnehmungen 37 im Ringraum 22 verpresst angeordnet.
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Der erfindungsgemäße Abgasturbolader 1 in einem dritten Ausführungsbeispiel gemäß der 5 und 6, weist das Abschirmelement 21 das Abstandselement 25 in Form einer im Bereich der Innenfläche 36 ausgebildeten Kreissicke auf. Die Außenfläche 34 stützt sich an einer im Ringraum 22 ausgebildeten Nut 38 ab, wobei die Nut 38 spanend eingebracht ist. Das Abschirmelement 21 ist somit axial vorgespannt im Ringraum 22 aufgenommen. Der Spalt 26 ist in diesem Ausführungsbeispiel konisch ausgebildet.
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In der 7 ist der erfindungsgemäße Abgasturbolader 1 in einem vierten Ausführungsbeispiel abgebildet, wobei das Abschirmelement 21 ebenfalls, mit Ausnahme der Abstützelemente 25 eben ausgeführt ist. Eine gesicherte Lagerung ist mit Hilfe einer stoffschlüssigen Verbindung, bevorzugt in Form einer Schweißverbindung, mit dem zweiten Gehäuseabschnitt 3 realisiert.
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Das Abschirmelement 21 des Abgasturboladers 1 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel ist in 8 in einer Vorderansicht illustriert. Das Abschirmelement 21 besitzt eine weitere Ausnehmung 39 zur bauraumoptimierten und positionsgünstigen Anordnung der Verstelleinrichtung 17, zumindest von Teilen der Verstelleinrichtung 17. Das Weiteren ist mit Hilfe der weiteren Ausnehmung 39 eine radiale Begrenzung sichergestellt, da das Abschirmelement 21 beim Einbau zusammengedrückt werden kann, so dass sein Innendurchmesser verkleinert wird, wobei es sich in seiner Endlage aufspreizen kann, so dass sein Innendurchmesser wieder vergrößert wird.
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Das Abschirmelement 21 ist bevorzugt als Blechelement, bspw. aus einem Umformstahl, ausgeführt, so dass bei einem Umformvorgang, bspw. ein Tiefziehen, auf einfache Weise die Sicken eingebracht werden können und in einem bspw. anschließenden Stanzvorgang können die Durchtrittsöffnungen 30 und/oder die Ausnehmungen 37 kostengünstig gefertigt werden.
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Das Abschirmelement 21 wird in einem Zusammenbau des Abgasturboladers 1 nach einer Montage und nach einer Wuchtung des Laufzeugs 4 und vor einer Montage des verstellbaren Leitapparates 10 in den Ringraum 22 gemäß der unterschiedlichen Ausführungsbeispiele verrastet, verpresst, axial vorgespannt oder verschweißt eingebracht. Der verstellbare Leitapparat 10 wird unter Einhaltung eines Abstandes kontaktfrei mit dem Abschirmelement 21 positioniert. Ein punktueller Kontakt oder Linienkontakt aufgrund des Abstandselementes 25 zwischen dem Abschirmelement 21 und dem zweiten Gehäuseabschnitt 3 ist zur Einhaltung eines definierten Spaltes 26 vorgesehen.
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In 9 ist der Lagerabschnitt 3 in einer Detailansicht IX abgebildet. Das Abschirmelement 21 ist bevorzugt mit Vorspannung versehen und wird nach dem Einpressen in den zweiten Gehäuseabschnitt 3 axial vorgespannt. Das wird mithilfe eines durch das Abstandselement 25 realisierten Gegenlagers erreicht, welches im Bereich der Innenfläche 36 axial an der Wandung 28 anliegt, wie insbesondere in 6 illustriert ist. Das Einpressen des Abschirmelementes 21 in Nut 38 erfolgt mit Hilfe der weiteren Ausnehmung 39, wobei sich ein Gesamtdurchmesser des Abschirmelementes 21 durch Verkleinerung der Ausnehmung 39, infolge eines Zusammendrückens des Abschirmelementes 21, ebenfalls verkleinert, und das Abschirmelement 21 mit seiner Umfangsfläche 43 in die Nut 38 gedrückt werden kann. Unterstützend für das „Einschieben“ oder „Eindrücken“ des Abschirmelementes 21 ist eine am Absatz 40 ausgebildete Rampe 44, welche von der Nut 38 abgewandt an dem Absatz 40 angebracht ist. In seiner Endposition stützt sich das Abschirmelement 21 an einer der Wandung 28 gegenüberliegenden Nutfläche 45 ab.
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Eine Beweglichkeit des Abschirmelements 21 unter Temperatur ist vonnöten, da sich das Abschirmelement 21 sonst verformt und es zu Kontakt mit dem verstellbaren Leitapparat 10 kommen kann.
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Durch die axiale Vorspannung ist das Abschirmelement 21 gesichert positioniert, wodurch Geräusche, insbesondere so genannte Klappergeräusche unterbunden werden können.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Abgasturbolader
- 2
- Erster Gehäuseabschnitt
- 3
- Zweiter Gehäuseabschnitt
- 4
- Laufzeug
- 5
- Welle
- 6
- Drehachse
- 7
- Turbinenrad
- 8
- Radkammer
- 9
- Zuströmkanal
- 10
- Verstellbarer Leitapparat
- 11
- Leitschaufeln
- 12
- Strömungsquerschnitt
- 13
- Verdichterrad
- 14
- Trägerring
- 15
- Leitschaufelwelle
- 16
- Konturring
- 17
- Verstelleinrichtung
- 18
- Gehäuseraum
- 19
- Gehäuse
- 20
- Hitzeschild
- 21
- Abschirmelement
- 22
- Ringraum
- 23
- Zentralöffnung
- 24
- Durchgangsöffnung
- 25
- Abstandselement
- 26
- Spalt
- 27
- Erste Elementfläche
- 28
- Wandung
- 29
- Sicherungselement
- 30
- Durchtrittsöffnung
- 31
- Grundkörper
- 32
- Sicke
- 33
- Rand
- 34
- Außenfläche
- 35
- Einbuchtung
- 36
- Innenfläche
- 37
- Ausnehmung
- 38
- Nut
- 39
- Weitere Ausnehmung
- 40
- Absatz
- 41
- Gehäusenase
- 42
- Wellenaufnahmeöffnung
- 43
- Umfangsfläche
- 44
- Rampe
- 45
- Nutfläche
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102015113393 A1 [0005]
- EP 1816317 B1 [0006]
