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GEBIET DER ERFINDUNG
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Diese Erfindung bezieht sich auf Turbolader und insbesondere auf Turbolader mit einem Wärmeschutzschild, um die unerwünschte Übertragung von Wärmeenergie von dem Abgas in dem Turbinengehäuse an andere Abschnitte des Turboladers zu minimieren.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Turbolader sind ein Typ eines Aufladungssystems. Sie liefern an den Kraftmaschineneinlass Luft mit einer höheren Dichte, als es in einer typischen Ansaugkraftmaschinenkonfiguration möglich wäre. Im Ergebnis kann mehr Kraftstoff verbrannt werden, was wiederum die Leistung der Kraftmaschine erhöhen kann, ohne das Kraftmaschinengewicht erheblich zu erhöhen. 1 zeigt ein System des Standes der Technik, in dem ein Turbolader (10) ein Turbinenrad (12), ein Kompressorrad (14) und eine Verbindungswelle (16) enthält. Das Turbinenrad (12) ist innerhalb eines Turbinengehäuses (18) gelegen und das Kompressorrad (14) ist in einer Kompressorabdeckung (20) gelegen. Das Turbinenrad (12) wird durch Abgas, das von einer Brennkraftmaschine austritt, angetrieben. Die Drehung des Turbinenrads (12) wird durch die Welle (16) an das Kompressorrad (14) übermittelt. Das Kompressorrad (14) wird dafür verwendet, den Druck der Einlassluft vor dem Mischen mit Kraftstoff und vor der Verbrennung in der Kraftmaschine zu erhöhen.
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Die Welle (16) verläuft durch ein Lagergehäuse (22) und ist zur Drehung in Lagern, die Radiallager (24) enthalten, angebracht. Die Drehzahlen, mit denen die Welle (16), das Turbinenrad (12) und das Kompressorrad (14) gedreht werden, sind sehr hoch und können über 250.000 min–1 betragen. Somit müssen die zum Tragen der Welle (16) verwendeten Lager mit Drucköl geschmiert werden. Allerdings unterliegt das Öl in dem Lagersystem der Zersetzung und Verkokung, falls die Betriebstemperaturen zu drastisch werden. Ferner sind einer oder mehrere Dichtungsringe wie etwa Kolbenringe 26 (2) verwendet, um die Strömung von Gasen und Öl aus dem Inneren des Lagergehäuses (22) in das Turbinengehäuse (18) zu drosseln.
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Üblicherweise ist das Abgas von der Kraftmaschine in Abhängigkeit von dem verwendeten Kraftstoff auf Temperaturen im Bereich von 740°C bis 1050°C. Wegen dieser hohen Temperaturen verwenden Turbolader üblicherweise einen Turbinenwärmeschutzschild (28), der zwischen dem Turbinenrad (12) und dem Lagergehäuse (22) positioniert ist. Der Wärmschutzschild (28) schützt das Lagergehäuse (22), die Teile innerhalb des Lagergehäuses (22) und die Kompressorstufe vor unerwünschter Übertragung von Wärmeenergie von dem Abgas in dem Turbinengehäuse (18). Insbesondere ist es eine Funktion des Turbinenwärmeschutzschilds (12), die leitende und strahlende Strömung von Wärme von dem Abgas über das Lagergehäuse (22) zu der Kompressorstufe zu hemmen, deren Effizienz durch Erhöhungen der Temperatur der Kompressorabdeckung (20) nachteilig beeinflusst werden kann. Eine weitere Funktion des Turbinenwärmeschutzschilds (28) ist es, Strömung von Wärme von dem Abgas zu dem bzw. den Kolbenringen (26) und Axiallagern (24) zu hemmen.
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Der Wärmeschutzschild (28) ist eine getrennte Komponente, die aus einem anderen Material als das Lagergehäuse (22) hergestellt ist. Das Material des Wärmeschutzschilds (28) ist üblicherweise rostfreier Austenitstahl (z. B. SS-321 oder SS-348), der einen niedrigeren Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten als das Material des Lagergehäuses (22), üblicherweise Grauguss oder duktiles Gusseisen, aufweist. Im Ergebnis kann ein Wärmeschutzschild (28) aus rostfreiem Stahl mehr Hemmung für die leitende Übertragung von Wärme bereitstellen, als es der Fall wäre, wenn der Turbinenwärmeschutzschild (28) aus demselben Gusseisen, wie er in dem Lagergehäuse (22) verwendet ist, hergestellt wäre. Somit bietet die Bereitstellung eines getrennten Wärmeschutzschilds, der aus einem anderen Material hergestellt ist, Wärmeübertragungsvorteile.
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Allerdings gibt es viele Schwierigkeiten mit der Aufnahme eines getrennten Wärmeschutzschilds (28) in den Turbolader (10). Zum Beispiel muss der Wärmeschutzschild (28) ausreichend gehalten sein, so dass er nicht lose ist, wobei er in diesem Fall gegen das Lagergehäuse (22) oder das Turbinengehäuse (18) klappern könnte oder das Turbinenrad (12) oder die Welle (16) und das Turbinenrad (12), die sich beide mit sehr hoher Drehzahl drehen, berühren könnte. Zu diesem Zweck ist der Wärmeschutzschild (28) üblicherweise an dem Lagergehäuse (22) angebracht. Eine übliche Art und Weise, den Wärmeschutzschild (28) an dem Lagergehäuse (22) anzubringen, ist durch Nieten des Wärmeschutzschilds (28) aus rostfreiem Stahl an das Lagergehäuse (22). In diesem Fall wird ein Abschnitt des Lagergehäuses (22) über einem Flansch (30) des Wärmeschutzschilds (28) verformt. Allerdings ist die Nietprozedur schwierig und führt zur Verformung eines Abschnitts des Lagergehäuses (22)
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In einigen Turboladern (z. B. Nicht-VTG-Turboladern) ist der Wärmeschutzschild dadurch gehalten, dass ein Abschnitt des Wärmeschutzschilds (z. B. der Flansch) zwischen dem Turbinengehäuse und dem Lagergehäuse liegt. Allerdings kann es schwierig sein, die Anpresskraft auf den Wärmeschutzschild während des Turboladerbetriebs aufrechtzuerhalten. Ein Verlust der Anpresskraft kann zu einem Gas- und Rußleckverlust von dem Turbolader in die Kraftmaschinenumgebung führen. Wegen der Spalte und Toleranzen, die für die Montage der Einzelteile (Turbinengehäuse, Wärmeschutzschild und Lagergehäuse) in der Praxis erforderlich sind, ist die Konzentrizität der Bohrung in dem Wärmeschutzschild zu der Bohrung der Axiallager in dem Lagergehäuse bei beiden Arten der Befestigung (Nieten oder Klemmen) nicht leicht zu erzielen.
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Ferner kann die Verwendung eines getrennten Wärmeschutzschilds Schwierigkeiten in der Montage/Verarbeitungs-Phase der Kernmontage (der Montage der drehenden Anordnung in dem Traglagergehäuse) verursachen. Während dieser Phase wird üblicherweise eine Kernauswuchtprozedur ausgeführt, in der die sich drehende Anordnung auf mittlere bis hohe Drehzahl rotieren gelassen wird und das Gleichgewicht der rotierenden Anordnung geprüft und gegebenenfalls eingestellt wird. Allerdings ist der Turbinenwärmeschutzschild häufig lose (d. h. nicht vollständig gehalten), bis er im nächsten Montageschritt zwischen dem Lagergehäuse und dem Turbinengehäuse eingeschlossen wird. Im Ergebnis können Probleme mit der Kernauswuchtstation auftreten. Somit muss während dieser Prozedur auf irgendeine Art gehemmt werden, dass der Wärmeschutzschild die sich drehende Anordnung berührt. Dies erfolgt häufig dadurch, dass der Wärmeschutzschild in der Weise an eine andere Struktur geklammert wird, dass er nicht frei hängt, oder dass er als Teil der Hochgeschwindigkeits-Kernauswuchtprozedur an seine Stelle geklemmt wird. Allerdings sind diese Schritte zeitaufwendig, herausfordernd und nicht gleichbleibend wiederholbar.
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Somit besteht ein Bedarf an einer Wärmeschutzschildkonfiguration und an einem verwandten System, die eines oder mehrere der obigen Probleme minimieren können.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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In Übereinstimmung mit vorliegenden Ausführungsformen ist eine Turbinenwärmeschutzschildwand (50) mit einem Hauptkörper eines Turboladerlagergehäuses als eine einheitliche Struktur gebildet. Die Wand ist durch mehrere Rippen mit dem Hauptkörper verbunden. Auf diese Weise wird die Verwendung eines getrennten Wärmeschutzschilds beseitigt, wodurch getrennten Wärmeschutzschildern zugeordnete Probleme (z. B., dass sich der Wärmeschutzschild während des Kernauswuchtens oder während des Montageprozesses löst) vermieden werden. Ferner kann die Wärmeschutzschildwand als Teil der maschinellen Bearbeitung des Lagergehäuses genau maschinell bearbeitet werden. Die Wärmeschutzschildwand kann das Lagergehäuse, die Teile innerhalb des Lagergehäuses und die Kompressorstufe vor unerwünschter Übertragung von Wärmeenergie von dem Abgas in dem Turbinengehäuse schützen.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die vorliegende Erfindung ist beispielhaft und nicht einschränkend in den beigefügten Zeichnungen dargestellt, in denen gleiche Bezugszeichen ähnliche Teile bezeichnen und in denen:
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1 eine Querschnittsansicht eines bekannten Turboladers ist;
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2 eine vergrößerte Ansicht eines bekannten Turboladers in einem Bereich um das Turbinenrad ist;
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3A eine Querschnittsansicht eines Turboladers mit einem integrierten Wärmeschutzschild ist;
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3B eine Querschnittsansicht des Wärmeschutzschilds aus 3A, entlang der Linie B-B gesehen, ist;
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4 eine vergrößerte Ansicht eines Turboladers mit einem integrierten Wärmeschutzschild ist;
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5 eine alternative Anordnung eines Wärmeschutzschilds zeigt; und
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6 eine vergrößerte Ansicht des Turboladers mit einem integrierten Wärmeschutzschild ist, die die Luftströmung in dem Gebiet um den Wärmeschutzschild zeigt; und
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7 eine Querschnittsansicht eines Abschnitts eines Lagergehäuses mit einer integrierten Wärmeschutzschildwand ist.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Die hier beschriebenen Anordnungen beziehen sich auf Vorrichtungsturbolader mit einem Wärmeschutzschild, der mit dem Lagergehäuse gebildet ist. Es sind hier ausführliche Ausführungsformen offenbart; allerdings sollen die offenbarten Ausführungsformen selbstverständlich nur beispielhaft sein. Somit sind hier offenbarte spezifische strukturelle und funktionale Einzelheiten nicht als einschränkend zu interpretieren, sondern lediglich als Grundlage für die Ansprüche und als repräsentative Grundlage, um dem Fachmann auf dem Gebiet die verschiedenartige Nutzung der vorliegenden Aspekte in praktisch jeder geeigneten ausführlichen Struktur zu lehren. Ferner sind die hier verwendeten Begriffe und Formulierungen nicht als einschränkend zu verstehen, sondern bieten sie stattdessen eine verständliche Beschreibung möglicher Implementierungen. In 3–7 sind Anordnungen gezeigt, wobei die Ausführungsformen aber nicht auf die dargestellte Struktur oder Anwendung beschränkt sind.
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Die hier beschriebenen Ausführungsformen können mit Wärmeschutzschildern des Standes der Technik erfahrene Probleme dadurch behandeln, dass der Wärmeschutzschild in den Guss des Lagergehäuses selbst integriert ist. Beispiele einer solchen Anordnung sind in 3–7 gezeigt. Wie gezeigt ist, enthält der Turbolader (40) einen Wärmeschutzschild, der als eine einheitlich mit dem Lagergehäuse (52) gebildete Wand (50) implementiert sein kann. Die Wand (50) kann auf irgendeine geeignete Weise wie etwa durch Gießen und/oder durch maschinelle Bearbeitung mit dem Lagergehäuse (52) gebildet sein. Somit können die Wand (50) und der Rest des Lagergehäuses (52) aus demselben Material hergestellt sein. Die Wand (50) kann relativ zur Drehachse (54) der Welle (56) in einer Richtung allgemein radial nach außen verlaufen. Insbesondere kann die Wand (50) im Wesentlichen unter 90 Grad relativ zu der Drehachse (54) der Welle (56) verlaufen.
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Anhand von 4 kann die Wand (50) eine dem Turbinenrad zugewandte Oberfläche (58) und eine dem Kompressor zugewandte Oberfläche (60) aufweisen. Die dem Turbinenrad zugewandte Oberfläche (58) und/oder die dem Kompressor zugewandte Oberfläche (60) können im Wesentlichen planar sein. Die dem Turbinenrad zugewandte Oberfläche (58) und die dem Kompressor zugewandte Oberfläche (60) können im Wesentlichen parallel zueinander sein. Alternativ können die dem Turbinenrad zugewandte Oberfläche (58) und die dem Kompressor zugewandte Oberfläche (60) nicht parallel zueinander sein.
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In einigen Ausführungsformen kann wenigstens die dem Turbinenrad zugewandte Oberfläche (58) der Außenseite der Wand (50) wenigstens teilweise mit einem wärmedämmenden Material (nicht gezeigt) wie etwa mit einer Wärmesperrbeschichtung (TBC) bedeckt sein, die z. B. Titandiborid, Aluminiumoxid, Aluminiumoxidsilikat, Bornitrid, Siliciumcarbid, Vitriumoxid, YSZ (mit Yttriumoxid stabilisiertes Zirkoniumdioxid) und Zirkoniumdioxid enthalten kann.
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Die Wand (50) kann ein radial inneres Endgebiet (62) und ein radial äußeres Endgebiet (64) enthalten. Das radial äußere Endgebiet (64) kann eine Außenumfangsoberfläche (66) der Gusswand (50) enthalten. Die Außenumfangsoberfläche (66) kann in der Gestaltung allgemein zylindrisch sein. Das radiale Außenende (67) der Wand (50) kann abgefast oder abgeschrägt sein. Die Wand (50) kann bei dem radial inneren Endgebiet (62) davon zu einem anderen Abschnitt des Lagergehäuses (52) wie etwa zu der Nase (68) übergehen.
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Die Wand (50) kann irgendeine geeignete Konfiguration aufweisen. Zum Beispiel kann die Wand (50) allgemein scheibenförmig sein. Anders als in früheren Wärmeschutzschildentwürfen braucht die Wand (50) keinen Flansch zu enthalten. Die Wand (50) kann eine zugeordnete Dicke (T) aufweisen. Die Dicke (T) der Wand (50) kann im Wesentlichen konstant sein oder die Dicke (T) der Wand (50) kann nicht konstant sein. Als ein Beispiel kann die Dicke (T) der Wand (50) von dem radial inneren Endgebiet (62) der Wand (50) zu dem radial äußeren Endgebiet (64) gehend zunehmen.
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Die Wand (50) kann auf irgendeine geeignete Weise an dem Lagergehäuse (52) getragen sein. Zum Beispiel kann eine Abstützung durch mehrere Rippen (70), die die Wand (50) mit einem Hauptkörper (53) des Lagergehäuses (52) verbinden, bereitgestellt sein. Es kann irgendeine geeignete Menge an Rippen (70) geben. In einer Ausführungsform kann es, wie in 3B gezeigt ist, etwa vier Rippen (70) geben. In anderen Ausführungsformen kann es weniger oder mehr Rippen (70) geben. Die Rippen (70) können irgendeine geeignete Größe, Form und Konfiguration aufweisen. Die Rippen (70) können irgendeine geeignete Dicke (in die und/oder aus der Seite in 4) aufweisen. Ferner können die Rippen (70) unter irgendeinem geeigneten Winkel relativ zu der dem Kompressor zugewandten Oberfläche (60) verlaufen. Die Rippen (70) können im Wesentlichen zueinander gleich sein oder eine der Rippen (70) kann sich in einer oder in mehreren Hinsichten von den anderen Rippen (70) unterscheiden. Die Rippen (70) können (wie in 3B gezeigt ist) äquidistant sein. Allerdings können die Rippen (70) in anderen Fällen, wie in 5 gezeigt ist, nicht äquidistant sein. In wenigstens einigen Fällen kann die Wand (50) allein durch die mehreren Rippen (70) mit dem Hauptkörper (53) verbunden sein.
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Mit der Aufnahme der Wand (50) in das Lagergehäuse (52) kann eine Kammer (72) gebildet sein. Die Kammer (72) kann allgemein zwischen der Wand (50) und dem Rest des Lagergehäuses (52) definiert sein. Genauer kann die Kammer (72) wenigstens teilweise durch die dem Kompressor zugewandte Oberfläche (60) der Wand (50) und durch eine oder mehrere Oberflächen des Lagergehäuses (52) einschließlich einer oder mehrerer der Turbine zugewandter Oberflächen (74), einer oder mehrerer allgemein radial nach innen weisender Wände (76) des Lagergehäuses (52), einer oder mehrerer allgemein radial nach innen weisender Oberflächen (76) des Lagergehäuses und/oder einer oder mehrerer allgemein radial nach außen weisender Oberflächen (78) des Lagergehäuses (52) definiert sein. Außerdem kann die Kammer (72) durch benachbarte Paare der Rippen (70) definiert sein. Obwohl die 3A und 4 nur eine einzelne Kammer (72) zeigen, wird gewürdigt werden, dass mehrere Kammern (72) gebildet sein können, wobei angrenzende Kammern (72) durch eine Rippe (70) getrennt sind.
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Die vorliegenden Anordnungen können einen Einlass und einen Auslass für die Abgasströmung durch die Kammer (72) bereitstellen. Zwischen der dem Turbinenrad zugewandten Oberfläche (58) der Wand (50) und der Rückseite (82) des Turbinenrads (84) kann ein Volumen (80) definiert sein. Es wird angemerkt, dass die dem Turbinenrad zugewandte Oberfläche (58) in der Weise konfiguriert sein kann, dass sie eine gewünschte Anordnung für das Volumen (80) bereitstellt. In dem Lagergehäuse (52) können einer oder mehrere Kanäle (86) vorgesehen sein, um die Fluidverbindung zwischen der Kammer (72) und dem Volumen (80) zu ermöglichen. Wie im Folgenden ausführlicher beschrieben wird, können diese Kanäle (86) einen Auslassweg aus der Kammer (72) zu dem Volumen (80) definieren.
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In einer Ausführungsform können mehrere Kanäle (86) vorhanden sein. Die Kanäle (86) können irgendeine geeignete Größe, Form und/oder andere Eigenschaften und Merkmale aufweisen. In einer Ausführungsform können die Kanäle (86) als allgemeine Umfangsschlitze konfiguriert sein. Die Kanäle (86) können auf irgendeine geeignete Weise verteilt sein. Zum Beispiel können die Kanäle (86) allgemein äquidistant sein. In einigen Ausführungsformen können die Kanäle (86) ungleichmäßig beabstandet sein. Die Kanäle (86) können im Wesentlichen zueinander gleich sein oder wenigstens einer der Kanäle (86) kann sich in einer oder in mehreren Hinsichten einschließlich irgendwelcher der oben beschriebenen von den anderen Kanälen unterscheiden.
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Die Kanäle (86) können an irgendeinem geeigneten Ort vorgesehen sein. In einer Ausführungsform können die Kanäle (86) von der dem Kompressor zugewandten Oberfläche (60) zu der dem Turbinenrad zugewandten Oberfläche (62) durch die Wand (50) verlaufen. Alternativ oder zusätzlich können die Kanäle (86) durch einen Abschnitt des Lagergehäuses (52) wie etwa durch die Nase (68) verlaufen. Die Kanäle (86) können in irgendeiner geeigneten Orientierung verlaufen. Als ein Beispiel können die Kanäle (86) in dem Lagergehäuse (52) im Wesentlichen parallel zu der Längsachse (54) der Wellenbohrung (55) verlaufen, wobei die Wellenbohrung eine drehbare Welle (56) darin aufnimmt. Alternativ können die Kanäle (86) im Wesentlichen senkrecht zu der Achse (54) verlaufen. Nochmals alternativ können die Kanäle (86) unter irgendeinem geeigneten Winkel zwischen diesen zwei Positionen verlaufen. Der eine oder die mehreren Kanäle (86) können in mehreren radialen Positionen optimiert sein, um ideale Druckverhältnisse zu erreichen. Die Kanäle (86) können auf irgendeine geeignete Weise wie etwa durch Gießen und/oder durch maschinelle Bearbeitung gebildet werden.
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Es kann ein Einlass in die Kammer (72) vorgesehen sein. Dieser Einlass kann durch den Ringraum (88) vorgesehen sein, der durch die Außenumfangsoberfläche (66) der Wärmeschutzschildwand (50) und durch einen Abschnitt eines Turbinengehäuses (93), der für einen Turbolader des Typs mit veränderlicher Turbinengeometrie (VTG) der Innendurchmesser (90) des unteren Flügelradrings (92) sein kann, erzeugt ist. Für einen Turbolader vom Nicht-VTG-Typ würde die Verbindung zwischen dem Turbinengehäuse-Anbringungs/Führungs-Flansch und der Lagergehäuseführung derart sein, dass für den Einlass des Abgases in die Kammer (72) ein ähnlicher Strömungsweg verfügbar ist. Wenn der Turbolader (40) in Betrieb ist (z. B., wenn sich die Welle (56) mit hoher Drehzahl dreht), kann die Drehung der Rückseite (82) des Turbinenrads (84) in einem Volumen (80) mit der nicht rotierenden Wand (50) in dem Volumen (80) hinter dem Turbinenrad (84) einen erzwungenen Wirbel erzeugen. In einem erzwungenen Wirbel ist die Teilchengeschwindigkeit der Mitte am nächsten niedrig, während die Geschwindigkeit proportional zum Radius der Drehung zunimmt. Je höher die Geschwindigkeit ist, desto niedriger ist der Druck, so dass der erzwungene Wirbel veranlasst, dass es in dem Volumen (80) hinter dem sich drehenden Turbinenrad (84) einen niedrigen Druck gibt.
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Der niedrige Druck hinter der Rückseite (82) des Turbinenrads (84) kann veranlassen, dass sich auf der Außenseite des Kolbenrings bzw. der Kolbenringe (94) am Turbinenende, die effektiv am inneren Ende des Volumens (80) hinter dem Turbinenrad (84) sind, ein niedriger Druck entwickelt. Dies veranlasst einen unzweckmäßigen Druckgradienten über den bzw. die Kolbenringe (d. h. einen Gradienten, der die Strömung von Gas und Öl aus dem Inneren des Lagergehäuses (52) in die Turbinenstufe fördert). Das Öl, der Ruß und das Gas können den Katalysator schädigen, der auslassseitig des Turbinenrads (84) ist. Allerdings kann dadurch, dass ein Weg des Hochdruckabgases durch die Kammer (72) (d. h. um die Turbinenradrückseite (82)) vorgesehen ist, der Druckgradient über den oder die Kolbenringe (94) vorteilhafter werden, um diesen Durchgang von Öl, Ruß und Gas in die Turbinenstufe zu hemmen.
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Die Strömung des Abgases (96) aus der Turbinengehäuseschnecke (98) wird durch die Flügel (100) eines VTG gelenkt, so dass die Strömung (102) aus dem VTG-Flügel zu dem Einlass des Turbinenrads (84) strömt, wenn der Turbo ein VTG ist, oder so dass die Strömung (96) aus der Schnecke (98) direkt auf den Einlass des Turbinenrads (84) strömt. Auf jeden Fall kehrt eine gewisse Rückströmung (102) zurück, um durch den Ringraum (88) zu strömen. Darauf strömt die Einlassrückströmung (102) von dem Rückströmungseinlass-Ringraum (88) in die Kammer (72). Die Rückströmung (104) in die Kammer (72) kann in Richtung des einen oder der mehreren Kanäle (86) strömen, wo sie aus der Rückströmungskammer (72) austreten kann. Eine gewisse Rückströmung (106) geht durch den einen oder die mehreren Kanäle (86), um den Druck in dem Volumen (18) zwischen der sich drehenden Rückseite (11) des Turbinenrads (84) und der feststehenden dem Turbinenrad zugewandten Oberfläche (58) der Wand (50) zu erhöhen. Wie oben erläutert wurde, kann eine solche Zunahme des Drucks veranlassen, dass die Druckdifferenz über die Kolbenringdichtung (94) am Turbinenende zweckmäßiger ist.
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Die hier beschriebenen Ausführungsformen können viele mit früheren Wärmeschutzschildentwürfen, in denen der Wärmschutzschild eine getrennte Komponente ist, erfahrene Probleme behandeln. Wie oben beschrieben wurde, stellen die vorliegenden Ausführungsformen einen Entwurf bereit, in dem die Funktion des Wärmeschutzschilds durch die Einzelheiten beim Gießen des Lagergehäuses wie etwa dessen Nase bereitgestellt werden. Ein solcher Entwurf ermöglicht eine Kammer hinter der Wand der Nase des Lagergehäuses, die größer ist, als sie in den früheren Konfigurationen mit getrenntem Wärmeschutzschild erreicht werden könnte. Ein solches erhöhtes Volumen kann das Kühlen des Turbinenendes erleichtern.
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Ferner können vorliegende Ausführungsformen eine engere Anpassung der Bohrung in der Wand (des Wärmeschutzschilds) an die Außenseite des ringförmigen Vorsprungs der Welle und des Rads bereitstellen, während der Innendurchmesser dessen, was früher der ”Wärmeschutzschild” war, nun während der typischen maschinellen Bearbeitung an der Nase des Lagergehäuses definiert werden kann. Dadurch, dass der Turbinenwärmeschutzschild einteilig mit dem Lagergehäuse gegossen ist, stellt diese Erfindung einen Wärmeschutzschild bereit, der als Teil der maschinellen Bearbeitung des Lagergehäuses genau maschinell bearbeitet werden kann und der nicht die Probleme eines losen Wärmeschutzschilds für die Kernauswuchtoperation oder irgendwelche Montageprobleme, die Anpresskraftauswirkungen haben, zeigt. Da der Wärmeschutzschild mit dem Lagergehäuse integriert ist, besteht außerdem keine Notwendigkeit mehr, den Wärmeschutzschild an dem Lagergehäuse zu spannen, wodurch Zeit und Kosten gespart werden.
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Ferner kann die integrierte Wärmeschutzschildkonfiguration auf VTG-Turbolader sowie auf Nicht-VTG-Turbolader angewendet werden. Außerdem kann die hier beschriebene Wärmeschutzschildkonfiguration die Verwendung eines geteilten Lagergehäuses ermöglichen, da die Rippen dementsprechend ausgelegt werden können. Nochmals weiter kann die hier beschriebene Wärmeschutzschildkonfiguration die Montage/Verarbeitungs-Phase der Kernanordnung (die Montage der sich drehenden Anordnung in dem Traglagergehäuse) erleichtern. Mit der oben beschriebenen Konfiguration wird verhindert, dass der Wärmeschutzschild die sich drehende Anordnung während dieser Prozedur berührt, ohne dass zusätzliche Haltemechanismen verwendet werden.
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Die Begriffe ”ein” und ”eine”, wie sie hier verwendet sind, sind als eines oder mehr als eines definiert. Der Begriff ”mehrere”, wie er hier verwendet ist, ist als zwei oder mehr als zwei definiert. Der Begriff ”ein Anderes”, wie er hier verwendet ist, ist als wenigstens ein Zweites oder mehr definiert. Die Begriffe ”enthaltend” und/oder ”aufweisend”, wie sie hier verwendet sind, sind als umfassend (d. h. offen) definiert.
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Hier beschriebene Aspekte können in anderen Formen und Kombinationen verkörpert werden, ohne von dem Erfindungsgedanken oder von dessen wesentlichen Eigenschaften abzuweichen. Somit sind die Ausführungsformen selbstverständlich nicht auf die hier beschriebenen spezifischen Einzelheiten, die nur beispielhaft gegeben sind, beschränkt und sind im Schutzumfang der folgenden Ansprüche verschiedene Änderungen und Abwandlungen möglich.
