DE112011101495T5 - Abgasturbolader - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Abgasturbolader (1) mit einem Lagergehäuse (9); mit einem Turbinengehäuse (2), das am Lagergehäuse (9) befestigt ist; und mit einem Hitzeschild (12), der einen Wärmedämmbereich (13) aufweist, der zwischen dem Turbinengehäuses (2) und dem Lagergehäuse (9) angeordnet ist, wobei der Wärmedämmbereich (13) in seinem Außenumfangsbereich (14) mit einer Dichtung (15) versehen ist.
Description
- Die Erfindung betrifft einen Abgasturbolader gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
- Vor dem Hintergrund schärfer werdender Abgasnormen (z. B. EURO 6) ist der gattungsgemäße Abgasturbolader insofern verbesserungsbedürftig, als Leckagen von Abgas in die Umgebung auftreten können.
- Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Abgasturbolader der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art zu schaffen, mit dem es möglich ist, die Leckgasrate einzudämmen bzw. zumindest zu reduzieren.
- Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruches 1.
- Erfindungsgemäß ist mithin ein Hitzeschild eines Abgasturboladers vorgesehen, welcher zusätzlich zur Hauptfunktion des Schutzes der Lagerung vor Überhitzung eine Dichtfunktion gegen die Leckage von Abgas in die Umgebung erfüllt. Hierfür wird derjenige Bereich des Hitzeschildes mit einer Dichtfunktion versehen, welcher bei der Montage des Abgasturboladers zwischen dem Turbinengehäuse und dem Lagergehäuse verpresst wird.
- Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.
- Erfindungsgemäß ist es auf unterschiedliche Art und Weise möglich, eine Dichtung im Außenumfangsbereich mit dem Wärmedämmbereich des Hitzeschilds zu verbinden. Zunächst können der Wärmedämmbereich und die Dichtung ein integrales Bauteil darstellen, wozu der Wärmedämmbereich und die Dichtung, z. B. durch einen Fließpressprozess, aus einem einzigen Bauteil hergestellt werden können.
- Alternativ ist es möglich, dass die Dichtung ein separates Bauteil ist, das mit dem Wärmedämmbereich des Hitzeschildes verbunden werden kann. Verbindungsmöglichkeiten stellen Stoffschlussverbindungen, insbesondere Laserschweißverbindungen, oder Formschlussverbindungen dar.
- In jedem Falle entsteht ein einheitliches Bauteil, bei dem der Wärmedämmbereich und der Dichtbereich miteinander fest verbunden sind, so dass ein einziges Bauteil, wie zuvor erläutert, sowohl den Überhitzungsschutz als auch eine Dichtfunktion erfüllen kann.
- Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Es zeigt:
-
1 eine teilweise aufgebrochene perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Turboladers, -
2 und3 Schnittdarstellungen eines Teilbereichs des Lager- und Turbinengehäuses mit eingebautem Hitzeschild einer ersten Ausführungsform der Erfindung, -
4 eine der2 entsprechende Darstellung einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hitzeschildes, -
5 eine teilweise perspektivische Darstellung des Hitzeschildes gemäß4 , -
6 eine der4 entsprechende Darstellung einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hitzeschildes, -
7 eine der5 entsprechende Darstellung des Hitzeschildes gemäß6 , -
8 eine der4 bzw.6 entsprechende Darstellung einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hitzeschildes, und -
9 eine den5 und7 entsprechende perspektivische Darstellung des in8 gezeigten Hitzeschildes. - In
1 ist ein erfindungsgemäßer Turbolader1 in Form eines VTG-Abgasturboladers beispielhaft dargestellt, der mit dem erfindungsgemäßen Hitzeschild versehen werden kann. - Der Turbolader
1 weist ein Turbinengehäuse2 auf, das eine Abgaseintrittsöffnung3 und eine Abgasaustrittsöffnung4 umfasst. Ferner ist im Turbinengehäuse2 ein Turbinenrad5 angeordnet, das auf einer Welle6 befestigt ist. - Eine Mehrzahl von Schaufeln, von denen in
1 nur die VTG-Schaufel7 zu sehen ist, ist im Turbinengehäuse2 zwischen einer Abgaseintrittsöffnung3 und dem Turbinenrad5 angeordnet. Ferner weist der Abgasturbolader1 einen Verdichter8 mit einem Verdichtergehäuse10 auf, in dem ein auf der Welle sitzendes Verdichterrad11 angeordnet ist. Das Turbinengehäuse2 und das Verdichtergehäuse10 sind über ein Lagergehäuse9 miteinander verbunden. - Natürlich weist der erfindungsgemäße Turbolader
1 auch alle anderen üblichen Bauteile eines Turboladers auf, wie z. B. die gesamte Lagereinheit des Lagergehäuses9 , die jedoch nachfolgend nicht beschrieben werden, da sie für die Erläuterung der Prinzipien vorliegender Erfindung nicht erforderlich sind. - In den
2 und3 ist eine erste Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Wie die2 und3 verdeutlichen, ist zwischen dem Turbinengehäuse2 und dem Lagergehäuse9 ein Hitzeschild12 angeordnet, das einen Wärmedämmbereich13 umfasst, an dessen Außenumfangsbereich14 eine Dichtung15 angeordnet ist. Die Dichtung15 weist eine Dichtungssicke18 auf, die auf einem Dichtungsstreifen19 angeordnet ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel stellen die Dichtung15 und der Wärmedämmbereich13 ein integrales Bauteil das, der, wie eingangs erläutert, durch einen Fließpressvorgang hergestellt werden kann. Bei diesem Fließpressprozess wird der Hitzeschild12 inklusive der Dichtung15 aus einem Bauteil erstellt, wobei bevorzugterweise der Dichtungsstreifen19 und die Dichtungssicke18 eine geringere Materialstärke aufweisen als der Wärmedämmbereich13 . - Wie
2 verdeutlicht, begrenzt das Turbinengehäuse2 und das Lagergehäuse9 einen Spalt, dessen axiale Breite kleiner ist als die axiale Erstreckung der Dichtungssicke18 . Beim Verpressen der Dichtung15 , wie sich dies aus3 ergibt, wird das Turbinengehäuse2 am Lagergehäuse9 über Flansche23 und24 verspannt und dementsprechend die Dichtung15 verpresst, so dass sie den Spalt zwischen dem Lagergehäuse9 und dem Turbinengehäuse2 gasdicht abdichten kann. - Bei der Ausführungsform gemäß den
4 und5 sind alle Teile, die denjenigen der2 und3 entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Insoweit kann auf die voranstehende Beschreibung verwiesen werden. - Bei der in den
4 und5 dargestellten Dichtung15 sind der Wärmedämmbereich13 und der Dichtungsstreifen19 über eine Stoffschlussverbindung wie insbesondere ein Laserschweißverfahren, miteinander verbunden. Wie insbesondere4 verdeutlicht, ist die Materialstärke des Dichtungsstreifens19 und der Dichtungssicke18 wiederum geringer als diejenige des Wärmedämmbereichs13 , um beim Verpressen der Dichtung keine zu große Montagekraft aufbringen zu müssen. - Die
6 und7 zeigen eine weitere Möglichkeit zur Verbindung des Wärmedämmbereichs13 mit der Dichtung15 . In diesem Falle ist ein Formschluss vorgesehen, der durch das Einbringen einer Sicke16 in den Außenumfangsbereich14 an einer Verbindungsstelle17 zwischen dem Wärmedämmbereich13 und dem Dichtungsstreifen19 entsteht. Wie sich aus der Darstellung der6 und7 ferner erschließt, ergibt sich ein der Kontur der Sicke16 nachfolgender Anschlussbereich21 des Dichtstreifens19 , wobei auch in diesem Falle wiederum die Materialstärke der Dichtung15 geringer ist als diejenige des Wärmedämmbereichs13 . - Die
8 und9 stellen eine weitere Möglichkeit einer Verbindung zwischen dem Wärmedämmbereich13 und der Dichtung15 dar, wobei in diesem Falle ein Formschluss durch ein Verdrücken des Außenumfangsbereichs14 mit dem Dichtungsstreifen19 an mehreren Punkten entsteht, von denen einer in den8 und9 mit der Bezugsziffer22 verdeutlicht ist. - Wie die Zusammenschau der
5 ,7 und9 schließlich zeigt, kann der Wärmedämmbereich13 topfförmig oder topfähnlich ausgebildet sein, wobei sich in seinem Außenumfangsbereich14 jeweils der Dichtungsstreifen19 kreisringförmig anschließt und mittig eine Durchtrittsausnehmung20 für die Welle6 des Abgasturboladers1 vorgesehen ist. - In Ergänzung zur voranstehenden Beschreibung ist noch nachzutragen, dass es durch den Fließpressprozess, der im Zusammenhang mit der Ausführungsform gemäß den
2 und erläutert wurde, grundsätzlich auch möglich ist, die Materialstärke, insbesondere Blechstärke des Hitzeschildes, an jeder beliebigen Stelle zu ändern, falls dies möglich oder nötig sein sollte. Beispielsweise können hierdurch Spalte zwischen dem Hitzeschild und dem Turbinenrad verringert werden und Material eingespart werden. - Neben der voranstehenden schriftlichen Offenbarung der Erfindung wird hiermit explizit auf deren zeichnerische Darstellung in den
1 bis9 verwiesen. - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Abgasturbolader
- 2
- Turbinengehäuse
- 3
- Abgaseintrittsöffnung
- 4
- Abgasaustrittsöffnung
- 5
- Turbinenrad
- 6
- Welle
- 7
- VTG-Schaufel
- 8
- Verdichter
- 9
- Lagergehäuse
- 10
- Verdichtergehäuse
- 11
- Verdichterrad
- 12
- Hitzeschild
- 13
- Wärmedämmbereich
- 14
- Außenumfangsbereich
- 15
- Dichtung
- 16
- Sicke
- 17
- Verbindungsstelle
- 18
- Dichtungssicke (Halb- oder Volldichtungssicke)
- 19
- Dichtungsstreifen
- 20
- Durchtrittsausnehmung
- 21
- Außenkontur/Anschlussbereich
- 22
- Verbindungspunkte
- 23, 24
- Flansche
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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- Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- EURO 6 [0002]
Claims (12)
- Abgasturbolader (
1 ) – mit einem Lagergehäuse (9 ); – mit einem Turbinengehäuse (2 ), das am Lagergehäuse (9 ) befestigt ist; und – mit einem Hitzeschild (12 ), der einen Wärmedämmbereich (13 ) und einen Außenumfangsbereich (14 ) aufweist, wobei der Wärmedämmbereich (13 ) zwischen dem Turbinengehäuses (2 ) und dem Lagergehäuse (9 ) angeordnet ist und der Außenumfangsbereich (14 ) zwischen dem Turbinengehäuse (2 ) und dem Lagergehäuse (3 ) eingespannt ist, dadurch gekennzeichnet, – dass der Außenumfangsbereich (14 ) mit einer Dichtung (15 ) versehen ist. - Abgasturbolader nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (
15 ) ein integraler Bestandteil des Hitzeschildes ist. - Abgasturbolader nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmedämmbereich (
13 ) und die Dichtung (15 ) durch einen Fließpressprozess aus einem Bauteil hergestellt sind. - Abgasturbolader nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (
15 ) ein separates Bauteil ist, das mit dem Wärmedämmbereich (13 ) des Hitzeschildes (12 ) verbunden ist. - Abgasturbolader nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (
15 ) und der Wärmedämmbereich (13 ) durch Stoffschluss, insbesondere einen Laserschweißvorgang, miteinander verbunden sind. - Abgasturbolader nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (
15 ) und der Wärmedämmbereich (13 ) durch eine Formschlussverbindungseinrichtung miteinander verbunden sind. - Abgasturbolader nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmedämmbereich (
13 ) mit einer Sicke (16 ) an einer Verbindungsstelle (17 ) zur Dichtung (15 ) versehen ist. - Abgasturbolader nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (
15 ) und der Wärmedämmbereich (13 ) durch Verdrücken an mehreren Punkten (22 ) miteinander verbunden sind. - Abgasturbolader nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (
15 ) mit einer Dichtungssicke (18 ) versehen ist. - Abgasturbolader nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungssicke (
18 ) auf einem Dichtungsstreifen (19 ) angeordnet ist, der mit dem Wärmedämmbereich (13 ) verbunden ist. - Abgasturbolader nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialstärke der Dichtung (
15 ) geringer ist als die Materialstärke des Wärmedämmbereichs (13 ) des Hitzeschildes (12 ). - Abgasturbolader nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmedämmbereich (
13 ) topfförmig ausgebildet ist.
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