DE112014003991B4 - Heat shield for an exhaust gas turbocharger and exhaust gas turbocharger and a method for producing a heat shield - Google Patents
Heat shield for an exhaust gas turbocharger and exhaust gas turbocharger and a method for producing a heat shield Download PDFInfo
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Abstract
Hitzeschild für einen Abgasturbolader, mit Hilfe dessen wenigstens ein durchströmbarer Abgasführungsabschnitt (2) des Abgasturboladers (1) und ein weiterer Abschnitt (3) des Abgasturboladers (1) wenigstens abschnittsweise wärmeisolierend abschirmbar sind, wobei der Abgasführungsabschnitt (2) mindestens einen durchströmbaren ersten Spiralkanal (8) und einen durchströmbaren zweiten Spiralkanal (9) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Hitzeschild (10) den ersten Spiralkanal (8) und den zweiten Spiralkanal (9) wenigstens abschnittsweise mit Hilfe mindestens einer Trennwand (16; 17) trennend ausgestaltet, wobei der Hitzeschild (10) aus Blech ausgebildet ist.Heat shield for an exhaust-gas turbocharger, with the aid of which at least one exhaust-gas routing section (2) of the exhaust-gas turbocharger (1) and another section (3) of the exhaust-gas turbocharger (1) can be shielded in a heat-insulating manner at least in sections, the exhaust-gas routing section (2) having at least one first spiral channel through which fluid can flow ( 8) and a second spiral channel (9) through which fluid can flow, characterized in that the heat shield (10) separates the first spiral channel (8) and the second spiral channel (9) at least in sections with the aid of at least one partition (16; 17), wherein the heat shield (10) is made of sheet metal.
Description
Die Erfindung betrifft einen Hitzeschild für einen Abgasturbolader der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art und einen Abgasturbolader gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruchs 8 angegebenen Art sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Hitzeschilds gemäß des Patentanspruchs 13.The invention relates to a heat shield for an exhaust gas turbocharger of the type specified in the preamble of
Die Offenlegungsschrift
Aus der Offenlegungsschrift
Aus der Offenlegungsschrift
Der Offenlegungsschrift
Die Offenlegungsschrift
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es einen Hitzeschild bereitzustellen, welcher neben seiner wärmeisolierenden Abschirmfunktion kostengünstig einen einen verbesserten Wirkungsgrad aufweisenden Abgasturbolader realisieren lässt, sowie einen Abgasturbolader mit einem verbesserten Wirkungsgrad bereitzustellen.The object of the present invention is to provide a heat shield which, in addition to its heat-insulating shielding function, allows an exhaust gas turbocharger with improved efficiency to be implemented cost-effectively, and to provide an exhaust gas turbocharger with improved efficiency.
Diese Aufgabe wird durch einen Hitzeschild für einen Abgasturbolader mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch einen Abgasturbolader gemäß des Patentanspruchs 8 und durch ein Verfahren zur Herstellung eines Hitzeschilds gemäß Anspruch 13 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a heat shield for an exhaust gas turbocharger having the features of
Der erste Aspekt der Erfindung betrifft einen Hitzeschild für einen Abgasturbolader, mit Hilfe dessen wenigstens ein durchströmbarer Abgasführungsabschnitt des Abgasturboladers und ein weiterer Abschnitt des Abgasturboladers wenigstens abschnittsweise wärmeisolierend abschirmbar sind. Der Abgasführungsabschnitt weist mindestens einen durchströmbaren ersten Spiralkanal und einen durchströmbaren zweiten Spiralkanal auf.The first aspect of the invention relates to a heat shield for an exhaust gas turbocharger, with the aid of which at least one exhaust gas routing section of the exhaust gas turbocharger through which a flow can flow and a further section of the exhaust gas turbocharger can be shielded in a heat-insulating manner at least in sections. The exhaust gas routing section has at least one first spiral channel through which flow can take place and a second spiral channel through which flow can take place.
Erfindungsgemäß ist der Hitzeschild den ersten Spiralkanal und den zweiten Spiralkanal wenigstens abschnittsweise mit Hilfe mindestens einer Trennwand trennbar ausgestaltet, wobei der Hitzeschild ist aus Blech ausgebildet. Bei den beiden Spiralkanälen handelt es sich um Spiralkanäle, welche gegeneinander weitestgehend strömungsdicht abzudichten sind. Übliche Spiralkanäle weisen aufgrund der üblichen Herstellungsverfahren des Abgasführungsabschnitts Geometrien und Toleranzen des Abgasführungsabschnitts auf, welche Strömungseigenschaften eines die Spiralkanäle durchströmenden Fluids aus produktionstechnischen und wirtschaftlichen Gründen unterschiedliche Anforderungsprofile eines Abgasturboladers nicht optimal abbilden lassen. Aufgrund einer möglichen Rissgefahr insbesondere im Bereich einer so genannten Zunge des Spiralkanals durch thermische Belastung ist die Trennwand insbesondere im Bereich einer an das Turbinenrad heranragende Trennwandspitze relativ breit ausgebildet, wobei eine nahezu strömungsdichte Trennung der beiden Spiralkanäle nicht realisiert ist. Zur Erzielung eines hohen Wirkungsgrades des Abgasturboladers ist es allerdings erforderlich, dass die Trennwand zur Vermeidung von Umströmungen aus dem einen Spiralkanal in den anderen bis an das Turbinenrad ragend, einen Rotationsspalt zwischen der Trennwandspitze und dem Turbinenrad einhaltend, auszubilden ist.According to the invention, the heat shield is designed to be separable at least in sections for the first spiral channel and the second spiral channel with the aid of at least one partition, the heat shield being made of sheet metal. The two spiral channels are spiral channels which are to be sealed against one another in a largely flow-tight manner. Due to the usual manufacturing processes of the exhaust gas routing section, usual spiral channels have geometries and tolerances of the exhaust gas routing section which flow properties of a fluid flowing through the spiral channels do not optimally reflect different requirement profiles of an exhaust gas turbocharger for production and economic reasons. Due to a possible risk of cracking, particularly in the area of a so-called tongue of the spiral channel due to thermal stress, the partition wall is relatively wide, particularly in the area of a partition wall tip protruding onto the turbine wheel, with an almost flow-tight separation of the two spiral channels not being realized. In order to achieve high efficiency of the exhaust gas turbocharger, however, it is necessary for the partition wall to be designed to prevent flow from one spiral channel to the other, projecting up to the turbine wheel and maintaining a rotational gap between the tip of the partition wall and the turbine wheel.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Hitzeschildes ist eine sehr dünne Trennwand aufweisend eine dünne Trennwandspitze, welche sehr weit an das Turbinenrad heranragend ausgebildet ist, realisierbar, da der Hitzeschild unabhängig vom Abgasführungsabschnitt und aus Blech herstellbar ist. Das bedeutet, dass zum einen andere Herstellungsverfahren, beispielsweise Tiefziehen und andere Materialien einsetzbar sind, die es erlauben eine sehr dünne Trennwand oder zumindest einen Teilbereich der Trennwand, welcher dem Turbinenrad zugewandt ausgebildet ist, herzustellen.With the aid of the heat shield according to the invention, a very thin partition wall having a thin partition wall tip, which is designed to project very far onto the turbine wheel, can be realized since the heat shield can be produced independently of the exhaust gas routing section and from sheet metal. This means that, on the one hand, other manufacturing processes drive, for example deep drawing and other materials can be used that allow a very thin partition or at least a portion of the partition, which is designed to face the turbine wheel to produce.
In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Hitzeschildes ist die mindestens eine Trennwand von einer Außenmantelfläche des Hitzeschildes abstehend ausgebildet. Die von dem Außenmantel des Hitzeschildes abstehende Trennwand ermöglicht dabei eine Abtrennung der im Abgasführungsabschnitt positionierten Spiralkanäle, wobei die Funktion der Wärmeisolierung des Hitzeschildes nicht beeinträchtigt ist.In one configuration of the heat shield according to the invention, the at least one partition wall is designed to protrude from an outer lateral surface of the heat shield. The dividing wall protruding from the outer jacket of the heat shield makes it possible to separate the spiral ducts positioned in the exhaust gas routing section, with the function of the thermal insulation of the heat shield not being impaired.
In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Hitzeschildes ist der Hitzeschild hohlkegelstumpfartig ausgebildet. Die hohlkegelstumpfartige Ausbildung des Hitzeschildes ermöglicht eine bauraumoptimierte Gestaltung des Hitzeschildes, so dass beispielsweise ein Teil des Lagerabschnitts, welcher dem Abgasführungsabschnitt zugewandt ist, vom Hitzeschild umfassbar ist zur optimierten Wärmeisolierung.In a further embodiment of the heat shield according to the invention, the heat shield is designed in the manner of a hollow truncated cone. The design of the heat shield in the form of a hollow truncated cone enables the heat shield to be designed in a space-optimized manner, so that, for example, a part of the bearing section which faces the exhaust gas routing section can be encompassed by the heat shield for optimized thermal insulation.
Idealerweise ist in einer weiteren Ausgestaltung der Hitzeschild zweiteilig, ein erstes Hitzeschildteil und ein zweites Hitzeschildteil aufweisend ausgebildet, wobei das erste Hitzeschildteil auf dem zweiten Hitzeschildteil positionierbar ist. Dadurch, dass der Hitzeschild zweiteilig ausgebildet ist, ist es möglich die einzelnen Hitzeschildteile mit sehr geringen Wandstärken auszubilden, wodurch der Vorteil einer einfachen und schnellen Herstellung des ersten Hitzeschildteils und des zweiten Hitzeschildteils in beispielsweise einem Tiefziehverfahren ermöglicht ist. Dadurch, dass die beiden Hitzeschildteile in einer Längsrichtung des Abgasturboladers betrachtet hintereinander zu positionieren sind, ist auch bei einer sehr geringen Wandstärke des einzelnen Hitzeschildteils insgesamt eine ausreichend wärmeisolierende Wandstärke des Hitzeschildes erzielbar.In a further embodiment, the heat shield is ideally designed in two parts, comprising a first heat shield part and a second heat shield part, with the first heat shield part being able to be positioned on the second heat shield part. Because the heat shield is designed in two parts, it is possible to design the individual heat shield parts with very small wall thicknesses, which allows the advantage of simple and quick production of the first heat shield part and the second heat shield part in a deep-drawing process, for example. Due to the fact that the two heat shield parts are to be positioned one behind the other viewed in a longitudinal direction of the exhaust gas turbocharger, a sufficiently heat-insulating wall thickness of the heat shield can be achieved overall even with a very small wall thickness of the individual heat shield part.
Ein weiterer Vorteil der zweiteiligen Ausbildung ist eine zusätzlich gesteigerte Isolierung aufgrund eines zwischen dem ersten Hitzeschildteil und dem zweiten Hitzeschildteil ausbildbaren Isolierspaltes. Das bedeutet, dass mit Hilfe des zweiteiligen Hitzeschildes eine verbesserte Wärmeisolierung des Lagerabschnitts gegenüber dem Abgasführungsabschnitt erreichbar ist.A further advantage of the two-part design is an additionally increased insulation due to an insulating gap that can be formed between the first heat shield part and the second heat shield part. This means that with the help of the two-part heat shield, improved thermal insulation of the bearing section relative to the exhaust-gas routing section can be achieved.
In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Hitzeschildes ist das zweite Hitzeschildteil die mindestens eine Trennwand aufweisend ausgebildet, wobei das erste Hitzeschildteil mindestens eine Öffnung aufweist, derart, dass die Trennwand durch diese Öffnung hindurchstreckbar ist. Somit ist eine gesicherte Positionierung des ersten Hitzeschildteils auf dem zweiten Hitzeschildteil realisiert.In a further embodiment of the heat shield according to the invention, the second heat shield part is designed to have at least one partition, the first heat shield part having at least one opening such that the partition can be stretched through this opening. Secure positioning of the first heat shield part on the second heat shield part is thus achieved.
Vorteilhafterweise ist zur Vermeidung einer Leckage von die Spiralkanäle durchströmendem Abgas aus dem Abgasführungsabschnitt in den Lagerabschnitt die Öffnung komplementär zu einem Querschnittsprofil der Trennwand ausgebildet.Advantageously, in order to prevent exhaust gas flowing through the spiral channels from leaking out of the exhaust gas guide section into the bearing section, the opening is designed to be complementary to a cross-sectional profile of the partition wall.
In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Hitzeschilds sind der erste Hitzeschildteil und/oder der zweite Hitzeschildteil aus Blech ausgebildet, so dass eine besonders kostengünstige und somit wirtschaftliche Herstellung des Hitzeschilds realisiert ist. Mit Hilfe des Materials Blech lässt sich auf kostengünstige Weise, bspw. in einem Tiefziehverfahren, der Hitzeschild herstellen. Vorteile dieser Ausgestaltung sind somit in der Wahl eines kostengünstigen Materials sowie in einer Einsatzmöglichkeit eines kostengünstigen Herstellungsverfahrens zu sehen.In one embodiment of the heat shield according to the invention, the first heat shield part and/or the second heat shield part are made of sheet metal, so that the heat shield can be produced particularly cost-effectively and therefore economically. With the help of sheet metal, the heat shield can be produced in a cost-effective manner, for example in a deep-drawing process. Advantages of this configuration can therefore be seen in the choice of an inexpensive material and in the possibility of using an inexpensive manufacturing process.
Der zweite Aspekt der Erfindung betrifft einen Abgasturbolader, welcher einen durchströmbaren Abgasführungsabschnitt mit einem durchströmbaren ersten Spiralkanal und einem durchströmbaren zweiten Spiralkanal aufweist, wobei stromab des ersten Spiralkanals und stromab des zweiten Spiralkanals eine Radkammer zur Aufnahme eines in einem Lagerabschnitt drehbar lagerbaren Turbinenrades ausgebildet ist. Der Lagerabschnitt ist an den Abgasführungsabschnitt angrenzend positioniert, wobei zwischen dem Abgasführungsabschnitt und dem Lagerabschnitt im Bereich der Radkammer ein Hitzeschild positionierbar ist. Erfindungsgemäß ist der Hitzeschild mit den Merkmalen nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ausgebildet. Der Vorteil dieses erfindungsgemäßen Abgasturboladers ist darin zu sehen, dass ein Wirkungsgrad des Abgasturboladers wesentlich gesteigert ist gegenüber einem Abgasturbolader, welcher kein Hitzeschild mit einem der Merkmale der Ansprüche 1 bis 7 aufweist. Dies liegt darin begründet, dass ein Überströmen von einem Spiralkanal in den anderen Spiralkanal weitestgehend vermieden wird und somit eine den Abgasführungsabschnitt durchströmende Abgasmenge gezielt dem Turbinenrad zuführbar ist.The second aspect of the invention relates to an exhaust gas turbocharger, which has an exhaust gas routing section through which flow can take place, with a first spiral channel through which flow can take place and a second spiral channel through which flow can take place, with a wheel chamber being formed downstream of the first spiral channel and downstream of the second spiral channel for accommodating a turbine wheel that can be rotatably mounted in a bearing section. The bearing section is positioned adjacent to the exhaust gas routing section, with a heat shield being positionable between the exhaust gas routing section and the bearing section in the region of the wheel chamber. According to the invention, the heat shield is designed with the features according to one of
In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Abgasturboladers sind der erste Spiralkanal und der zweite Spiralkanal jeweils abschnittsweise über einen Umfang der Radkammer ausgebildet. Dies hat beispielsweise bei geringen Lasten und/oder Drehzahlen den Vorteil, dass, auch bei geringen Abgasmengen ein Druck an dem Turbinenrad ausreichend hoch ist, so dass ein hoher Wirkungsgrad des Abgasturboladers auch bei geringen Abgasmengen erzielbar ist.In one embodiment of the exhaust gas turbocharger according to the invention, the first spiral channel and the second spiral channel are each formed in sections over a circumference of the wheel chamber. At low loads and/or speeds, for example, this has the advantage that pressure at the turbine wheel is sufficiently high even with low exhaust gas quantities, so that a high degree of efficiency of the exhaust gas turbocharger can be achieved even with low exhaust gas quantities.
Idealerweise sind der erste Spiralkanal und der zweite Spiralkanal sich über jeweils 180° über den Umfang der Radkammer erstreckend ausgebildet, so dass eine symmetrische Beaufschlagung des Turbinenrades realisierbar ist.Ideally, the first spiral channel and the second spiral channel each span 180° formed extending the circumference of the wheel chamber, so that a symmetrical loading of the turbine wheel can be realized.
In üblichen Herstellungsverfahren des Abgasführungsabschnitts sind so genannte Spiralkanalzungen, welche eine Einmündung des Spiralkanals in die Radkammer beschreiben, in ihrer zwischenzeitlich benötigten filigranen Ausbildung sehr schwer und/oder sehr aufwendig und somit teuer zu realisieren. Dies bedeutet, dass die in einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Abgasturboladers als erste Spiralkanalzunge und/oder als zweite Spiralkanalzunge ausgebildete Trennwand einen erheblichen finanziellen Vorteil bietet auf einfache und günstige Weise einen wirkungsgradgesteigerten Abgasturbolader zu realisieren.In conventional manufacturing methods of the exhaust gas routing section, so-called spiral channel tongues, which describe a confluence of the spiral channel in the wheel chamber, are very difficult and/or very complex and therefore expensive to implement in their filigree design that is now required. This means that the partition designed in a further embodiment of the exhaust gas turbocharger according to the invention as a first spiral channel tongue and/or as a second spiral channel tongue offers a considerable financial advantage in realizing an exhaust gas turbocharger with increased efficiency in a simple and inexpensive manner.
In einer weiteren Ausgestaltung ist die Trennwand zumindest teilweise parallel zu einer Turbinenradeintrittskante des Turbinenrades geneigt ausgebildet, so dass eine weitere Wirkungsgradsteigerung des Abgasturboladers erzielbar ist.In a further embodiment, the partition wall is designed to be inclined at least partially parallel to a turbine wheel inlet edge of the turbine wheel, so that a further increase in the efficiency of the exhaust gas turbocharger can be achieved.
Der dritte Aspekt der Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren eines Hitzeschilds. Besonderes kostengünstig lässt sich der Hitzeschild in einem ersten Herstellungsschritt mit Hilfe eines Tiefziehverfahrens, in einem zweiten Herstellungsschritt mit Hilfe eines Schneidverfahrens und in einem dritten Herstellungsschritt mit Hilfe eines Umformverfahren herstellen. Insbesondere auch dadurch, dass ein kostengünstiges, eine dünne Wandstärke aufweisendes Blech, welches leicht umformbar ist, eingesetzt werden kann.The third aspect of the invention relates to a manufacturing method for a heat shield. The heat shield can be produced particularly cost-effectively in a first production step using a deep-drawing process, in a second production step using a cutting process, and in a third production step using a forming process. In particular, also because an inexpensive metal sheet with a thin wall thickness and which can be easily deformed can be used.
Sofern der Hitzeschild zweiteilig ausgebildet ist, ein erste Hitzeschildteil und ein zweites Hitzeschildteil aufweisen, ist zur Fixierung des ersten Hitzeschildteils und des zweiten Hitzeschildteils ein Fügeverfahren idealerweise einzusetzen.If the heat shield is designed in two parts, has a first heat shield part and a second heat shield part, a joining method should ideally be used to fix the first heat shield part and the second heat shield part.
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.Further advantages, features and details of the invention result from the following description of preferred exemplary embodiments and from the drawing. The features and combinations of features mentioned above in the description and the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and/or shown alone in the figures can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own, without going beyond the scope of the leave invention.
Die Zeichnung zeigt in:
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1 einen Längsschnitt eines Abgasführungsabschnitts und eines Lagerabschnitts eines erfindungsgemäßen Abgasturboladers mit einem erfindungsgemäßen Hitzeschild; -
2 eine perspektivische Ansicht eines zweiten Hitzeschildteils des erfindungsgemäßen Hitzeschildes; -
3 eine perspektivische Ansicht eines ersten Hitzeschildteils des erfindungsgemäßen Hitzeschildes; -
4 eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Hitzeschildes; und -
5 einen Querschnitt des Abgasführungsabschnitts gem.1 .
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1 a longitudinal section of an exhaust gas guide section and a bearing section of an exhaust gas turbocharger according to the invention with a heat shield according to the invention; -
2 a perspective view of a second heat shield part of the heat shield according to the invention; -
3 a perspective view of a first heat shield part of the heat shield according to the invention; -
4 a perspective view of the heat shield according to the invention; and -
5 a cross section of the exhaust gas guide section acc.1 .
Ein erfindungsgemäßer Abgasturbolader 1 ist in einem exemplarischen Ausführungsbeispiel gemäß
Dem Abgasturbolader 1 ist ein nicht näher dargestellter durchströmbarer Luftführungsabschnitt sowie ein zwischen dem Abgasführungsabschnitt 2 und dem Luftführungsabschnitt positionierter Lagerabschnitt 3 zugeordnet, wobei im Lagerabschnitt 3 ein Laufzeug 4 drehbar aufgenommen ist. Das Laufzeug 4 weist ein nicht näher dargestelltes Verdichterrad und ein Turbinenrad 5 auf, welche miteinander mit Hilfe einer Welle 6 drehfest verbunden sind. Das Verdichterrad ist in einer nicht näher dargestellten Verdichterradkammer des Luftführungsabschnitts zum Ansaugen von im Allgemeinen Frischluft angeordnet. Das Turbinenrad 5 ist in einer Radkammer 7 des Abgasführungsabschnitts 2 drehbar aufgenommen.The
Das Turbinenrad 5 wird im Betrieb des Abgasturboladers 1 von dem den Abgasführungsabschnitt 2 durchströmenden Abgas beaufschlagt und angetrieben, wobei es eine Drehbewegung ausführen kann. Diese Drehbewegung ist mit Hilfe der Welle 6 auf das Verdichterrad übertragbar, welches somit simultan zur Drehbewegung des Turbinenrads 5 eine Drehbewegung ausführen kann. Mit Hilfe des Verdichterrades und dessen Drehbewegung wird Frischluft angesaugt, welche im Luftführungsabschnitt verdichtet wird.During operation of the
Der Abgasführungsabschnitt 2 weist einen ersten Spiralkanal 8 und einen zweiten Spiralkanal 9 auf. Aufgrund der hohen Temperaturen des den Abgasführungsabschnitt 2 durchströmenden Abgases ist zur wärmeisolierenden Abschirmung des Lagerabschnitts 3 ein Hitzeschild 10 zwischen dem Abgasführungsabschnitt 2 und dem Lagerabschnitt 3 ausgebildet. Der Hitzeschild 10 ist im Bereich des Turbinenrades 5 an dessen Radrücken 11 positioniert.The exhaust
Der Hitzeschild 10 weist eine Aufnahmeöffnung 12 zur Aufnahme der Welle 6 auf, derart, dass keine Verbindung zwischen dem Hitzeschild 10 und der Welle 6 ausgebildet ist, so dass die Welle 6 ohne Berührung des Hitzeschildes 10 frei drehbar ist.The
Der erste Spiralkanal 8 und der zweite Spiralkanal 9 sind jeweils abschnittsweise über einen Umfang 13 der Radkammer 7 ausgebildet. Der Umfang 13 der Radkammer 7 weist einen ersten Umfangswinkel a1 mit einem Wert von 360° auf, s.
Der erste Spiralkanal 8 und der zweite Spiralkanal 9 weisen eine erste Spiralkanalzunge 14 bzw. eine zweite Spiralkanalzunge 15 auf, wobei in diesem Ausführungsbeispiel der Hitzeschild 10 so ausgebildet ist, dass er neben seiner wärmeisolierenden Abschirmwirkung des Lagerabschnitts 3 vom Abgasführungsabschnitt 2 eine Trennung des ersten Spiralkanals 8 und des zweiten Spiralkanals 9 mit Hilfe einer ersten Trennwand 16 und einer zweiten Trennwand 17 realisierbar ausgebildet ist, und die erste Trennwand 16 in Form der ersten Spiralkanalzunge 14 bzw. die zweite Trennwand 17 in Form der zweiten Spiralkanalzunge 15 ausgebildet sind.The
Der Hitzeschild 10 ist in Form eines hohlen Kegelstumpfes, somit hohlkegelstumpfartig ausgebildet und weist eine Außenmantelfläche 18 auf. Die Außenmantelfläche 18 ist vom Lagerabschnitt 3 abgewandt ausgebildet. Die erste Trennwand 16 und die zweite Trennwand 17 sind von der Außenmantelfläche 18 des Hitzeschildes 10 abstehend ausgestaltet. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass die erste Trennwand 16 und die zweite Trennwand 17 in ihrer sich in axialer Richtung ausgebildeten Erstreckung in Richtung einer Symmetrieachse 19 des Hitzeschildes 10 von einer axialen Erstreckung des Hitzeschildes 10 in Richtung seiner Symmetrieachse 19 abgewandt ausgebildet sind.The
Der Hitzeschild 10 ist zweiteilig, ein erstes Hitzeschildteil 20 und ein zweites Hitzeschildteil 21 aufweisend ausgebildet, wobei das erste Hitzeschildteil 20 auf dem zweiten Hitzeschildteil 21 positionierbar ist, s.
Die erste Trennwand 16 und die zweite Trennwand 17 sind am zweiten Hitzeschildteil 21 fixiert. In diesem Ausführungsbeispiel ist das zweite Hitzeschildteil 21 mit Hilfe eines so genannten Tiefzieh-Verfahrens hergestellt. Die erste Trennwand 16 und die zweite Trennwand 17 sind mit Hilfe eines Schneidverfahrens teilweise aus dem zweiten Hitzeschildteil 21 ausgeschnitten. Das Schneidverfahren kann ein Laserschneidverfahren sein oder beispielsweise auch ein Stanzverfahren.The
Zur Fixierung der ersten Trennwand 16 und der zweiten Trennwand 17 am zweiten Hitzeschildteil 21 ist zwischen dem zweiten Hitzeschildteil 21 und der ersten Trennwand 16 bzw. der zweiten Trennwand 17 eine erste Fixierfläche 22 bzw. eine zweite Fixierfläche 23 ausgebildet. Zur Fertigstellung des zweiten Hitzeschildteils 21 werden die erste Trennwand 16 und die zweite Trennwand 17 von der Außenmantelfläche 18 nach außen abgewandt gebogen, d.h. das zweite Hitzeschildteil 21 wir umgeformt, derart, dass sie von der Außenmantelfläche 18 abstehend ausgebildet sind. Dies hat zur Folge, dass das zweite Hitzeschildteil 21 nun, aufgrund der Außenbiegung der ersten Trennwand 16 und der zweiten Trennwand 17, eine erste Durchtrittsöffnung 24 und eine zweite Durchtrittsöffnung 25 aufweist.To fix the
Die erste Trennwand 16 und die zweite Trennwand 17 sind zumindest teilweise parallel zu einer Turbinenradeintrittskante 31 des Turbinenrades 5 geneigt ausgebildet.The
Zur Abdeckung der ersten Durchtrittsöffnung 24 und der zweiten Durchtrittsöffnung 25 ist das erste Hitzeschildteil 20 ausgebildet. Das erste Hitzeschildteil 20 ist auf das zweite Hitzeschildteil 21 positionierbar, wobei das erste Hitzeschildteil 20 eine erste Öffnung 26 und eine zweite Öffnung 27 aufweisend ausgebildet ist.The first
Die erste Öffnung 26 und die zweite Öffnung 27 sind komplementär zu einem ersten Querschnittsprofil 28 bzw. einem zweiten Querschnittsprofil 29 der ersten Trennwand 16 bzw. der zweiten Trennwand 17 ausgebildet, derart, dass die erste Trennwand 16 durch die erste Öffnung 26 und die zweite Trennwand 17 durch die zweite Öffnung 27 durchsteckbar sind.The
Das erste Hitzeschildteil 20 ist ebenfalls mit Hilfe eines Tiefziehverfahrens herstellbar, wobei die erste Öffnung 26 und die zweite Öffnung 27 beispielsweise mit Hilfe eines Stanzverfahrens in das erste Hitzeschildteil 20 eingebracht werden können. Ebenso könnten die erste Öffnung 26 und die zweite Öffnung 27 auch beispielsweise mit Hilfe eines Laserschneidverfahrens in das erste Hitzeschildteil 20 eingebracht werden.The first
Ebenso möglich wäre es auch den Hitzeschild 10 mit Hilfe eines Fräsverfahrens herzustellen. Dabei könnte der Hitzeschild 10 als einteiliges Bauteil, so zu sagen „aus dem Vollen gefräst“ hergestellt werden. Auch ist als Herstellungsverfahren des erfindungsgemäßen Hitzeschilds 10 ein pulvermetallurgisches Spritzgießen, dass so genannte MIM, Metal Injection Moulding, denkbar.It would also be possible to produce the
Zur Fertigstellung des Hitzeschilds 10 wird das erste Hitzeschildteil 20 auf dem zweiten Hitzeschildteil 21 positioniert, wobei die erste Trennwand und die zweite Trennwand durch die erste Öffnung 26 bzw. die zweite Öffnung 27 gesteckt werden, und anschließend mit einem Fügeverfahren, beispielsweise einem Laserschweiß-Verfahren miteinander zumindest punktuell verbunden.To complete the
Idealerweise weist der Hitzeschild 10 an seinem größten Umfang, welcher vom Turbinenrad 5 abgewandt positioniert ist, einen Fixierungsring 30 auf, welcher in diesem Ausführungsbeispiel einteilig mit dem zweiten Hitzeschildteil 21 ausgebildet ist. Mit Hilfe dieses Fixierungsrings 30 besteht die Möglichkeit den Hitzeschild 10 auf einfache Weise zwischen dem Abgasführungsabschnitt 2 und dem Lagerabschnitt 3 zu fixieren.Ideally, the
Der erfindungsgemäße Hitzeschild 10 ist selbstredend nicht auf Ausführung gemäß dieses Ausführungsbeispiels beschränkt. Ebenso könnte der Hitzeschild 10 für drei Spiralkanäle ausgebildet sein, so dass insgesamt drei Trennwände am Hitzeschild 10 positioniert wären. Das heißt, es ist eine beliebige Anzahl an Trennwänden am Hitzeschild 10 ausbildbar.The
Ebenso sind auch die Umfangswinkel, welche einem Spiralkanal zuzuordnen sind, nicht zwangsläufig auf Werte von 180° bei zwei Spiralkanälen oder bspw. Werte von 120° bei drei Spiralkanälen begrenzt. Das heißt, dass die Werte der Umfangswinkel dem entsprechenden Anwendungsfall des Abgasturboladers 1 anpassbar sind.Likewise, the circumferential angles that are associated with a spiral channel are not necessarily limited to values of 180° with two spiral channels or, for example, values of 120° with three spiral channels. This means that the values of the circumferential angles can be adapted to the corresponding application of the
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