DE112013003897T5 - Turbinenrad - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Turbinenrad (4) mit einer Nabe (29); mit einer Mehrzahl von um die Nabe (29) herum angeordneten Turbinenradschaufeln (30); mit einem Turbinenradrücken (31), der benachbart zu einem Randbereich (32) der Turbinenradschaufeln (30) an der Nabe (29) angeordnet ist; wobei die Wandstärke (W) des Turbinenradrückens (4) bereichsweise reduziert ist.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Turbinenrad gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie einen Abgasturbolader gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 5.
• Ein bekanntes Turbinenrad weist eine Nabe auf, um die herum eine Mehrzahl von Turbinenradschaufeln angeordnet sind. An einem, im Einbauzustand des Turbinenrades, einer Welle benachbarten Randbereich der Turbinenradschaufeln ist ein Turbinenradrücken angeordnet, der auf der Nabe angeordnet ist.
• Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Turbinenrad der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art zu schaffen, dessen Massenträgheitsmoment reduziert ist.
• Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruches 1.
• Erfindungsgemäß ist es dementsprechend möglich, die Wandstärke des Turbinenradrückens zumindest bereichsweise zu reduzieren.
• Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindungen zum Inhalt.
• Zur bereichsweisen Reduktion der Wandstärke des Turbinenradrückens kann dieser vorzugsweise mit einseitig offenen Taschen versehen sein, die auf der den Turbinenradschaufeln abgewandten Seite des Turbinenradrückens angeordnet sind.
• Vorzugsweise sind diese Taschen am Außendurchmesser des Turbinenrads zwischen den Turbinenradschaufeln angeordnet.
• Die Tiefe der Taschen ist von dem angestrebten Maß der Massenträgheitsmomentreduktion abhängig. In jedem Falle sind die Taschen jedoch nicht durchgehend, also nicht die gesamte Wandstärke des Turbinenradrückens durchgreifend, ausgebildet.
• Die Anordnung am Außendurchmesser bzw. Außenumfang des Turbinenrades bedeutet, dass die Taschen am Eintrittsdurchmesser bzw. Eintrittsumfang des Turbinenrades angeordnet sind.
• Der in Anspruch 5 definierte erfindungsgemäße Abgasturbolader ist mit einem erfindungsgemäßen Turbinenrad versehen.
• Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Darin zeigt:
• 1 eine perspektivische Schnittdarstellung durch einen erfindungsgemäßen Abgasturbolader,
• 2 eine perspektive Darstellung eines erfindungsgemäßen Turbinenrades, und
• 3 eine Schnittdarstellung durch einen Teilbereich des Turbinenrades gemäß 2.
• In 1 ist ein erfindungsgemäßer Abgasturbolader 1 dargestellt, der ein Turbinengehäuse 2 aufweist, in dem ein Turbinenrad 4 angeordnet ist.
• Bezüglich aller sonstigen Bauteile des erfindungsgemäßen Abgasturboladers 1 kann auf die am Ende dieser Beschreibung aufgeführte Bezugszeichenliste verwiesen werden, da eine detaillierte Beschreibung dieser Elemente für die Erläuterung der Prinzipien vorliegender Erfindung nicht von Bedeutung ist.
• In 2 ist das erfindungsgemäße Turbinenrad 4 dargestellt. Dieses Turbinenrad 4 weist eine Nabe 29 auf, um die eine Mehrzahl von Turbinenradschaufeln angeordnet ist, von denen in 2 eine Turbinenradschaufel repräsentativ für alle Schaufeln mit der Bezugsziffer 30 identifiziert ist.
• Das Turbinenrad 4 weist ferner einen Turbinenradrücken 31 auf, der an einem Randbereich 32 der Turbinenradschaufel 30 auf der Nabe 29 angeordnet ist. Wie 2 im Zusammenhang mit 1 verdeutlicht, ist der Randbereich 32 derjenige Bereich, der im eingebauten Zustand des Turbinenrades 4 einer Welle 34 des Abgasturboladers 1 zugewandt ist, auf der das Turbinenrad 4 befestigt ist.
• Wie eine Zusammenschau der 2 und 3 verdeutlicht, ist zur bereichsweisen Reduktion der Wandstärke W des Turbinenradrückens 31 im Beispielsfalle eine Mehrzahl von einseitig offenen Taschen im Turbinenradrücken 31 angeordnet, von denen in den 2 und 3 eine Tasche 33 repräsentativ für sämtliche Taschen gekennzeichnet ist. Die Taschen 33 können unterschiedlich geformt sein, beispielsweise halbkreisförmig, und durchgreifen nicht die gesamte Wandstärke W, was sich aus der in 3 eingezeichneten reduzierten Wandstärke W_R im Bereich der Taschen 33 erschließt.
• Die Taschen 33 sind ferner am Außenumfang (Eintrittsumfang) 35 des Turbinenrades 4 bzw. Turbinenradrückens 31 angeordnet.
• Die Anzahl der Taschen 33 kann je nach Anwendungsfall reduziert oder erhöht werden, wie auch ihre Tiefe in der Wandstärke W des Turbinenradrückens 31.
• Neben der voranstehenden schriftlichen Offenbarung der Erfindung wird hiermit explizit auf die zeichnerische Darstellung der Erfindung in den 1 bis 3 Bezug genommen.
• Bezugszeichenliste

1

Turbolader

2

Turbinengehäuse

3

Verdichtergehäuse

4

Turbinenrad

5

Verstellring

6

Schaufellagerring

7

Verstellschaufeln

8

Drehachsen

9

Zuführkanal

10

Axialstutzen

11

Betätigungseinrichtung

12

Steuergehäuse

13

Freiraum für Verstellschaufeln 7

14

Stößelglied

15

ringförmiger Teil des Turbinengehäuses 2

16

Abstandshalter/Distanznocken

17

Verdichterrad

18

Leitgitter

28

Lagergehäuse

29

Nabe

30

Turbinenradschaufeln

31

Turbinenradrücken

32

Rand

33

Taschen

34

Welle

W

Wandstärke des Turbinenradrückens

W_R

reduzierte Wandstärke

R

Rotationsachse

Claims (6)

1. Turbinenrad (4) – mit einer Nabe (29); – mit einer Mehrzahl von um die Nabe (29) herum angeordneten Turbinenradschaufeln (30); – mit einem Turbinenradrücken (31), der benachbart zu einem Randbereich (32) der Turbinenradschaufeln (30) an der Nabe (29) angeordnet ist; dadurch gekennzeichnet, – dass die Wandstärke (W) des Turbinenradrückens (4) bereichsweise reduziert ist.
2. Turbinenrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Turbinenradrücken (31) zumindest eine einseitige offene Tasche (33) aufweist.
3. Turbinenrad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Tasche bzw. die Taschen (33) am Eintrittsumfang (35) des Turbinenradrückens (31) angeordnet sind.
4. Turbinenrad nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Tasche bzw. die Taschen (33) nicht die gesamte Wandstärk (W) des Turbinenradrückens (31) durchgreifen.
5. Abgasturbolader (1) – mit einem Turbinengehäuse (2), in dem ein Turbinenrad (4) angeordnet ist, das aufweist: • eine Nabe (29), • eine Mehrzahl von um die Nabe (29) herum angeordneten Turbinenradschaufeln (30), und • einen Turbinenradrücken (31), der benachbart zu einem Randbereich (32) der Turbinenradschaufeln (30) an der Nabe (29) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, – dass die Wandstärke (W) des Turbinenradrückens (31) bereichsweise reduziert ist.
6. Abgasturbolader nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen der Ansprüche 2 bis 4.

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