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Abgasturbogebläse für Verbrennungskraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf
Abgasturbogebläse für Verbrennungskraftmaschinen mit Schaufelträgern aus Stahl und
Schaufeln aus keramischem werkstoff. Die Brauchbarkeit des letzteren für diesen
Zweck ist insbesondere durch seine bei hohen Temperaturen bemerkenswerte Reisslänge
(Verhältnis von Festigkeit zum spezifischen Gewicht) und seine Temperaturwechselunempfindlichkeit
gegeben. Dem steht jedoch gegeüber, daß die Umfangsgescwidigkeit am Schaufelteilkreis
eine gewisse Größe nicht überschreiten darf, um eine zu hohe mechanische Beanspruchung,
welcher die Keramik im Dauerbetriebe nicht gewachsen ist, zu vermeiden. Die zulässige
Umfangsgeschwindigkeit für etwa gleiche bauliche Abmessungen beträgt nämlich bei
Keramik im Durchschnitt unter normalen Temperaturverhältnissen nur etwa 60-80 %
derjenigen eines warmfesten Sonderstahles. 1% 1
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The invention relates to an exhaust gas turbo fan for internal combustion engines with blade carriers made of steel and blades made of ceramic material. The usefulness of the latter for this purpose is given in particular by its tear length (ratio of strength to specific weight), which is remarkable at high temperatures, and its insensitivity to temperature changes. On the other hand, however, the circumferential resistance at the blade pitch circle must not exceed a certain size in order to avoid excessive mechanical stress, which the ceramic cannot withstand in continuous operation. The permissible circumferential speed for roughly the same structural dimensions for ceramics is on average only about 60-80% of that of a heat-resistant special steel under normal temperature conditions.
Um daher das für die Aufbringung der Verdichterarbeit notwendige
Gefälle der Turbine bei einer einigermassen günstigen Schnellaufzahl verarbeiten
zu. können, werden gemäß der Erfindung mindestens 2 Stufen für die Verarbeitung
des Gefälles vorgesehen. Dabei darf aber ein gewisser Schaufeldurchmesser nicht
unterschritten werden, damit für einen gegebenen Durchsatz keine allzu großen Schaufelhöhen
entstehen, bei welchen die Gefahr von Betriebsstörungen durch Schwingungsbrüche
größer ist. Die Auslegung der Schaufelung wird dadurch in das Gebiet höherer Schnell-
laufzahlen u/co oder Parsons'scher Kennzahlen q =-verwiesen.
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Gerade dieser Bereich ist geeignet, die Schaufelung mit einem verhältnismäßig
hohen Gefälleanteil für das Laufrad, wesentlich größer als 0. 5. auszubilden, weil
dadurch das Laufrad nur schwach gekrümmte Schaufeln erhält, deren tragflügelförmige
Form nicht nur stromungsteohnisch sehr günstig ist, sondern auch für die keramische
Fertigung besondere Vorteile bietet insofern, als der Verzug beim Fertigbrennen
leichter vorauszusehen und der innere Spannungszustand der Schaufeln ausgeglichener
ist.In order to process the gradient of the turbine necessary for applying the compressor work at a reasonably favorable high speed. according to the invention, at least 2 stages are provided for processing the slope. In doing so, however, the blade diameter must not fall below a certain level, so that for a given throughput there are no excessive blade heights at which the risk of malfunctions due to vibration breaks is greater. The design of the shovel is thereby adapted to the area of higher running numbers u / co or Parsonsian key numbers q = referenced.
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This area in particular is suitable for designing the blades with a relatively high gradient for the impeller, significantly greater than 0.5, because this gives the impeller only slightly curved blades, the wing-shaped shape of which is not only very favorable in terms of flow, but also for the Ceramic production offers particular advantages insofar as the delay in the final firing is easier to predict and the internal stress state of the blades is more balanced.
In der Zeichnung ist eineAusführungsbeispiel einer zweistufigen Abgasturbine
mit keramischen Laufschaufeln entsprechend der Erfindung dargestellt. In the drawing is an exemplary embodiment of a two-stage exhaust gas turbine
shown with ceramic blades according to the invention.
Mit 1 ist das Gehäuse der Abgasturbine mit dem Eintritt 2 und dem
Austritt 3 bezeichnet, an das das Gehäuse 4 des Radialgebläse unmittelbar angeflanscht
ist. Die gemeinsame Welle 5 trägt die Laufscheiben 6 und 7 für die Turbine und das
Radialgebläserad 8. Die Schaufeln 9 und 10 der Turbinenscheiben sind aus keramischem
Material hergestellt. Schutzansprüchei 1. Abgasturbogebläse für Verbrennungskraftmaschinen
mit Stahlläufer und Schaufeln aus keramischem Werkstoff, dadurch gekennzeichnet,
daß die Verarbeitung des Gefälles in der Turbine in mindestens zwei Stufen erfolgt. With 1 is the housing of the exhaust gas turbine with the inlet 2 and the
Denotes outlet 3, to which the housing 4 of the radial fan is flanged directly
is. The common shaft 5 carries the running disks 6 and 7 for the turbine and the
Radial impeller 8. The blades 9 and 10 of the turbine disks are made of ceramic
Material made. Protection claims 1. Exhaust gas turbo fan for internal combustion engines
with steel rotor and blades made of ceramic material, characterized in that
that the processing of the gradient in the turbine takes place in at least two stages.