DE202005018420U1

DE202005018420U1 - Insulation segment for thermal insulation of hot surface has insulation core with base area, external surface, edge area and means for protecting insulation core in edge area whereby edge protection band sheaths insulation core in edge area

Info

Publication number: DE202005018420U1
Application number: DE200520018420
Authority: DE
Original assignee: ABB Turbo Systems AG
Current assignee: Accelleron Industries AG
Priority date: 2005-11-23
Filing date: 2005-11-23
Publication date: 2006-03-02
Anticipated expiration: 2015-11-24

Abstract

The insulation segment has insulation core (1) with a base area (11), an external surface (12), an edge area (13) and means for protecting the insulation core in the edge area. The means for protecting the insulation core has an edge protection band (32), which sheaths the insulation core in the edge area. The edge protection band contains a glass fiber coating. An independent claim is also included for a turbocharger with a casing.

Description

Technisches Gebiettechnical area

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der thermischen Isolierung von Turboladern für aufgeladene Brennkraftmaschinen. Sie betrifft ein Isolationssegment zur thermischen Isolation von Abgasturbinengehäusen sowie einen Abgasturbolader mit einem Gehäuse mit derartigen Isolationssegmenten.The This invention relates to the field of thermal insulation of turbochargers for charged internal combustion engines. It concerns an isolation segment for thermal insulation of exhaust gas turbine housings and an exhaust gas turbocharger with a housing with such insulation segments.

Stand der TechnikState of technology

Abgasturbolader, welche in Motorräumen von Hochseeschiffen, anderen mit Brennstoff betriebenen Fahrzeugen oder stationären Anlagen eingesetzt werden, müssen aufgrund verschiedener internationaler Sicherheitsstandards thermisch isoliert werden. Beispielsweise schreibt die ,Safety Of Life At Sea-Convention' (SOLAS) vor, dass Oberflächen von Geräten im Maschinenraum von Hochseeschiffen, welche eine Oberflächentemperatur von mehr als 220° C aufweisen können, genügend isoliert sein müssen.Turbocharger, which in engine compartments of Ocean-going vessels, other fuel-powered vehicles or stationary Installations must be used thermally due to various international safety standards be isolated. For example, the Safety of Life at Sea Convention (SOLAS) requires that surfaces of devices in the engine room of ocean-going ships, which has a surface temperature of more than 220 ° C can have enough must be isolated.

Die üblicherweise verwendete Isolierung für Turbolader setzt sich aus mehreren, aneinandergereiht angeordneten Isolationssegmenten zusammen. Ein solches, in 1 dargestelltes Isolationssegment umfasst einen Isolationskern (1) aus einer Glasfaser- oder Silikatfasermatte, welche auf einem Trägerblech (5) befestigt wird. Auf der dem heissen, thermisch zu isolierenden Gehäuseteil zugewandten Aussenfläche (12) des Isolationskerns ist zum Schutz des faserigen Kernmaterials und zur Reflektion der Hitze eine Metallfolie (2), beispielsweise aus Aluminium oder Edelstahl angebracht. Die einzelnen Isolationssegmente werden über einen Unterbau am Turboladergehäuse befestigt, so dass der Turbolader und die Isolation eine Einheit bilden. Dabei werden die einzelnen Isolationssegmente derart aneinandergereiht, dass ihre seitlichen Ränder unter Vorspannung gegeneinander gepresst sind. Bei herkömmlichen Isolationssegmenten sind die seitlichen Ränder mit einem temperaturbeständigen Farbanstrich (31) versehen.The commonly used turbocharger insulation is composed of a plurality of insulation segments arranged in a row. Such, in 1 illustrated isolation segment comprises an isolation core ( 1 ) made of a fiberglass or silicate fiber mat, which on a support plate ( 5 ) is attached. On the hot, thermally insulated housing part facing outer surface ( 12 ) of the insulating core is to protect the fibrous core material and to reflect heat a metal foil ( 2 ), for example made of aluminum or stainless steel. The individual insulation segments are fastened to the turbocharger housing via a substructure so that the turbocharger and the insulation form a unit. The individual insulation segments are strung together in such a way that their lateral edges are pressed under bias against each other. In conventional insulation segments, the side edges are covered with a temperature-resistant paint ( 31 ) Mistake.

Der Farbanstrich soll bei herkömmlichen Isolationen von Turboladern die Monteure vor einem direkten Kontakt mit den Isolationsfasern schützen, um allfällige Hautreizungen zu vermeiden. Weiter soll der Farbanstrich verhindern, dass die Ränder der einzelnen Isolationssegmente bei der Montage/Demontage ausfransen oder aufgrund der Vibrationen des Turboladers gar einzelne oder eine Vielzahl Isolationsfasern aus dem Kern gelöst werden. Ein solches Ausfransen oder Ausdünnen des Kerns würde zu einem Vorspannungsverlust zwischen den einzelnen, aneinander gereihten Isolationssegmenten und im Extremfall zu einem Isolationsverlust und damit zu einem Temperaturanstieg der exponierten Oberfläche führen.Of the Paint should be conventional Isolation of turbochargers the fitters from direct contact protect with the insulation fibers, to any Avoid skin irritation. Next should prevent the paint, that the edges The individual insulation segments fray during assembly / disassembly or due to the vibrations of the turbocharger even single or a variety of insulation fibers are released from the core. Such fraying or thinning out of the core would to a bias loss between each other, to each other lined up isolation segments and in extreme cases to a loss of insulation and thus lead to an increase in temperature of the exposed surface.

Nach längerem Betrieb kann es vorkommen, dass sich der Farbanstrich durch Scheuern oder aufgrund hoher Feuchtigkeit oder schwankender Temperaturen von dem Isolationssegment löst. Werden dadurch die Anforderungen nicht mehr erfüllt, müssen die Isolationssegmente ausgetauscht werden.To prolonged Operation, it may happen that the paint through scrubbing or due to high humidity or fluctuating temperatures detached from the isolation segment. If the requirements are no longer fulfilled, the isolation segments must be be replaced.

Kurze Darstellung der ErfindungShort illustration the invention

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen verbesserten Kantenschutz für Isolationssegmente für Abgasturbolader zu schaffen.The Object of the present invention is to provide an improved Edge protection for Isolation segments for To create exhaust gas turbocharger.

Die strapazierten und hoch belasteten Randbereiche der Isolationssegmente werden erfindungsgemäss durch ein Kantenschutzband geschützt.The strained and heavily loaded edge areas of the insulation segments be according to the invention protected by an edge protection tape.

Dank dem Kantenschutzband können die Ränder der Isolationssegmente bei der Montage oder Demontage oder aber aufgrund betriebsbedingter Vibrationen nicht ausfransen. Somit können Vorspannungsverluste in den Schnittstellen mehrerer aneinander gereihter Isolationssegmente verhindert und die Funktion der Isolation gewährleistet werden.thanks the edge protection band can the edges the insulation segments during assembly or disassembly or due to operational vibrations do not fray. Thus, bias losses in the interfaces of several strung isolation segments prevented and the function of isolation can be ensured.

Zudem sind die Monteure auch nach längerem Betrieb des Turboladers nachhaltig vor einem direkten Kontakt mit den Isolationsfasern geschützt.moreover are the mechanics even after a long time Operation of the turbocharger sustainable against direct contact with protected the insulation fibers.

Weitere Vorteile ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.Further Advantages result from the dependent claims.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenShort description the drawings

Das erfindungsgemässe Isolationssegment wird anschliessend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigtThe invention Isolation segment will be explained in more detail by means of drawings. in this connection shows

1 ein Isolationssegment gemäss dem Stand der Technik mit einer Farbschicht als Kantenschutz, 1 an isolation segment according to the prior art with a color layer as edge protection,

2 eine erste erfindungsgemässe Ausführungsform eines Isolationssegments mit einem ummantelnden Kantenschutzband, 2 A first embodiment according to the invention of an insulation segment with a covering edge protection strip,

3 eine zweite erfindungsgemässe Ausführungsform eines Isolationssegments mit einem unter eine Deckfolie geschobenen Kantenschutzband, und 3 a second inventive embodiment of an insulation segment with a pushed under a cover sheet edge protection tape, and

4 zwei Anordnungen zweier erfindungsgemässer Isolationssegmente. 4 two arrangements of two insulation segments according to the invention.

Weg zur Ausführung der ErfindungWay to execute the invention

Insbesondere diejenigen Turboladergehäuseteile mit den heissesten Oberflächentemperaturen, etwa das turbinenseitige Gaseintritts- oder Gasaustrittsgehäuse, werden mit mehreren, aneinandergereiht angeordneten Isolationssegmenten abgedeckt. Die Isolationssegmente werden mittels eines Unterbaus am Gehäuse des Turboladers befestigt. Im montierten Zustand sind Turbolader und Isolation eine Einheit. In der ersten der drei Figuren ist ein herkömmliches Isolationssegment zur thermischen Isolierung eines Abgasturboladers dargestellt. Damit ein Isolationssegment bereits im unmontierten Zustand formbeständig ist, ist der Kern 1 des Isolationssegments zumindest teilweise mit seiner Grundfläche 11 auf einem Trägerblechsegment 5 angeordnet. Im montierten Zustand bildet das Trägerblech dann die Aussenhülle der Isolation. Der Isolationskern kann auf dem Trägerblechsegment angeklebt, angenietet, angenäht oder auf andere Weise befestigt sein. In den Abbildungen dieser Anmeldung ist der Isolationskern jeweils mittels eines Federspannblechs 62, welches auf eine am Trägerblechsegment festgeschweisste Befestigungsnadel 61 aufgesteckt wird, am Trägerblech befestigt. Das Federspannblech kann rund oder eckig ausgebildet sein. Der Isolationskern besteht üblicherweise aus einer Glasfaser- oder Silikatfasermatte. Wie bereits eingangs erwähnt, ist es bei herkömmlichen Isolationssegmenten üblich, zum Schutze des weichen, faserigen Isolationskerns 1 und zur Hitzereflektion dessen äussere, dem zu isolierenden Gehäuseteil 7 zugewandte Oberfläche mit einer Metallfolie 2 abzudecken, beispielsweise aus Aluminium oder Edelstahl. Zudem werden die auf die gewünschten Abmessungen zugeschnittenen Isolationssegmente an den seitlichen Kantenbereichen mittels einer Kantenschutzfarbe 31 versiegelt.In particular, those Turboladergehäu Parts with the hottest surface temperatures, such as the turbine-side gas inlet or gas outlet housing, are covered with a plurality of insulation segments arranged in a row. The insulation segments are fastened by means of a substructure on the housing of the turbocharger. When assembled, turbocharger and isolation are one unit. In the first of the three figures, a conventional insulation segment for the thermal insulation of an exhaust gas turbocharger is shown. So that an insulation segment is dimensionally stable even when unmounted, is the core 1 of the insulation segment at least partially with its base 11 on a carrier sheet segment 5 arranged. In the assembled state, the carrier sheet then forms the outer shell of the insulation. The insulating core may be glued, riveted, sewn or otherwise secured to the backing sheet segment. In the figures of this application, the insulation core is in each case by means of a spring clamping plate 62 , which on a fixed to the carrier sheet segment fastening needle 61 is attached, attached to the support plate. The Federspannblech can be round or square. The insulation core usually consists of a glass fiber or silicate fiber mat. As already mentioned, it is common in conventional insulation segments, to protect the soft, fibrous insulation core 1 and for heat reflection the outer, the housing part to be insulated 7 facing surface with a metal foil 2 cover, for example, aluminum or stainless steel. In addition, the cut to the desired dimensions insulation segments on the side edge areas by means of an edge protection paint 31 sealed.

Bei den erfindungsgemässen Ausführungsformen der Isolationssegmente gemäss 2 und 3 wird der Isolationskern im Bereich der seitlichen Kanten anstelle oder ergänzend zu der herkömmlichen Farbschicht 31 mit einem Kantenschutzband 32 ummantelt.In the inventive embodiments of the insulation segments according to 2 and 3 the insulating core in the region of the lateral edges instead of or in addition to the conventional color layer 31 with an edge protection band 32 jacketed.

In der ersten Ausführungsform gemäss 2 ist das Kantenschutzband 32 über einer bei herkömmlichen Isolationssegmenten verwendeten Farbschicht 31 angeordnet. Falls eine solche Farbschicht 31 zusätzlich zum Kantenschutzband verwendet wird, schützt diese den Isolationskern bis zur und während der Montage des Kantenschutzbandes. Enthält die Farbe eine Leimkomponente, kann sie zusätzlich auch eine adhäsive Funktion übernehmen und einer verbesserten Befestigung sowie einer satten Auflage des Kantenschutzbandes auf dem Isolationskern dienen.In the first embodiment according to 2 is the edge protection tape 32 over a paint layer used in conventional insulation segments 31 arranged. If such a color coat 31 In addition to the edge protection tape, this protects the insulation core until and during assembly of the edge protection tape. If the paint contains a glue component, it can also assume an adhesive function and serve for improved fastening and a rich support of the edge protection strip on the insulation core.

Auf der Aussenseite 12 des Isolationskerns ist im Bereich der dargestellten seitlichen Kante 13 das Kantenschutzband 32 über den Randbereich der Deckfolie 2 geschoben. Diese Anordnung erlaubt eine einfache Montage des Kantenschutzbandes auf dem bereits mit einer Deckfolie versehenen Isolationskern. Alternativ kann jedoch das Kantenschutzband 32 auch vor der Befestigung am Isolationskern, zwischen die Aussenfläche 12 des Isolationskerns und die Deckfolie 2 geschoben werden, wie in 3 dargestellt. In beiden Fällen kann mit einer Überlappung von Deckfolie und Kantenschutzband sichergestellt werden, dass die Aussenfläche des Isolationskerns lückenlos abgedeckt ist.On the outside 12 of the insulation core is in the range of the illustrated lateral edge 13 the edge protection tape 32 over the edge area of the cover foil 2 pushed. This arrangement allows easy mounting of the edge protection tape on the already provided with a cover sheet insulation core. Alternatively, however, the edge protection band 32 even before attachment to the insulation core, between the outer surface 12 of the insulation core and the cover sheet 2 be pushed, as in 3 shown. In both cases it can be ensured with an overlap of cover film and edge protection tape that the outer surface of the insulation core is completely covered.

Um beim Aneinanderreihen von mehreren Isolationssegmenten eine Vorspannung zwischen den einzelnen Isolationskernen aufbauen zu können, überragen die Isolationssegmente die Trägerbleche geringfügig. Dabei können, wie in der oberen Hälfte von 4 dargestellt, beide, aneinander angrenzend angeordneten Isolationskerne 1 ihre Trägerbleche 5 überragen. Oder, wie in der unteren Hälfte von 4 dargestellt, es kann eines der beiden Isolationssegmente zum eigenen Trägerblech 5 zurückversetzt sein, während das andere sein Trägerblech überragt. Je nach Anwendung kann somit das Isolationssegment bündig auf das Trägerblech aufgesetzt sein, oder aber, wie dies in 2 angedeutet ist, mehr oder weniger über das Trägerblech 5 hinausragen. In jedem Fall ist das Kantenschutzband 32 vorteilhafterweise genügend lang ausgebildet, damit es auf der Seite der Grundfläche 11 des Isolationskerns zwischen dem Isolationskern und dem Trägerblech 5 eingeklemmt werden kann und der Isolationskern nicht zwischen Kantenschutzband und Trägerblech freigelegt wird.In order to be able to build a bias voltage between the individual insulation cores when juxtaposing several insulation segments, the insulation segments project slightly beyond the support plates. It can, as in the upper half of 4 shown, both, adjacent to each other arranged isolation cores 1 their support plates 5 overtop. Or, as in the lower half of 4 shown, it can be one of the two insulation segments to its own carrier sheet 5 set back while the other projects beyond its carrier plate. Depending on the application, the insulation segment can thus be placed flush on the support plate, or, as in 2 is indicated, more or less on the support plate 5 protrude. In any case, the edge protection tape 32 advantageously long enough to make it on the side of the base 11 of the insulation core between the insulation core and the carrier sheet 5 can be trapped and the insulation core is not exposed between edge protection tape and carrier sheet.

Bei der Montage wird das Kantenschutzband vorteilhafterweise erst an der Grundfläche des Isolationskerns und anschliessend zusammen mit dem Isolationskern auf dem Trägerblech befestigt. Zur Befestigung am Isolationskern kann das den Kantenbereich 13 umgebende Kantenschutzband mittels einer durchgehenden Naht 42 angenäht werden. Ist das Kantenschutzband vor der Montage bereits in die richtige Form gebogen, so kann die Befestigung leicht mit einer einzigen Naht erfolgen.During assembly, the edge protection strip is advantageously fastened first to the base surface of the insulation core and then together with the insulation core on the support plate. For attachment to the insulation core, this can be the edge area 13 surrounding edge protection tape by means of a continuous seam 42 to be sewn on. If the edge protection strip has already been bent into the correct shape before assembly, the attachment can easily be made with a single seam.

Muss aus fertigungstechnischen Gründen jedoch das Kantenschutzband erst an der Aussenfläche positioniert und anschliessend gebogen und definitiv befestigt werden, bietet sich die Ausführungsform gemäss 3 an. Das Kantenschutzband 32 ist hier in einem ersten Schritt mit einer ersten Naht 41 von der Aussenfläche 12 her am Isolationskern fixiert. Dabei wird ein Teil der Deckfolie 2 angehoben, das Kantenschutzband 32 zwischen Deckfolie und Isolationskern geschoben und anschliessend Deckfolie mit Kantenschutzband mittels einer ersten Naht 41 fest vernäht. Anschliessend wird das um den Kantenbereich 13 des Isolationskerns gebogene Kantenschutzband mittels einer zweiten Naht 42 definitiv festgenäht. Die zweite Naht kann derart platziert werden, dass sie das Kantenschutzband auf beiden Seiten des Isolationskerns erfasst. Wird das Kantenschutzband 32 auf der Seite der Aussenfläche 12 jedoch zwischen der Deckfolie 2 und dem Isolationskern 1 geführt, kann die zweite Naht 42 derart platziert werden, dass sie auf der Seite der Aussenfläche lediglich durch die Deckfolie führt. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass sich die Deckfolie während dem Betrieb von dem Isolationskern löst.However, for production reasons, the edge protection band must first be positioned on the outer surface and then bent and definitively fastened, the embodiment according to offers 3 at. The edge protection tape 32 is here in a first step with a first seam 41 from the outside surface 12 fixed to the insulation core. This is part of the cover sheet 2 raised, the edge protection band 32 between cover sheet and insulation core pushed and then cover sheet with edge protection tape by means of a first seam 41 firmly sewn. This is then done around the edge area 13 the insulation core bent edge protection tape by means of a second seam 42 definitely sutured. The second seam may be placed so as to grip the edge protection tape on both sides of the insulation core. Will the edge protection band 32 on the side of the outer surface 12 however, between the cover sheet 2 and the insulation core 1 led, the second seam can 42 be placed so that it leads on the side of the outer surface only through the cover sheet. In this way it can be prevented that the cover sheet dissolves during operation of the insulation core.

Die zur Befestigung des Isolationskerns an den Blechsegmenten 5 verwendeten Befestigungsnadeln 61 sind vorteilhafterweise nahe am Rand des Isolationskerns angeordnet. Dadurch wird verhindert, dass sich die unter Vorspannung gegeneinander verpresste Isolationsmatten zweier Isolationssegmente im Kontaktbereich von dem Blechsegment lösen. Beim Befestigen an den Blechsegmenten wird zuerst der fertig vernähte Isolationskern auf die Befestigungsnadeln 61 aufgesteckt und anschliessend mit den Federspannblechen 62 fixiert.The attachment of the insulation core to the sheet metal segments 5 used fastening pins 61 are advantageously arranged close to the edge of the insulation core. This prevents that under bias against each pressed insulation mats two insulation segments in the contact area of the plate segment to solve. When attaching to the sheet metal segments, the finished sewn insulation core is first placed on the fixing pins 61 attached and then with the spring plates 62 fixed.

11: Isolationskern, IsoliermatteInsulating core, Isoliermatte
1111: GrundflächeFloor space
1212: Aussenflächeouter surface
1313: Kantenbereichedge region
22: Deckfoliecover sheet
3131: KantenschutzfarbeEdge protection Color
3232: KantenschutzbandEdge protection strip
4141: AussennahtOutside seam
4242: Innennahtinseam
55: TrägerblechsegmentCarrier plate segment
6161: Befestigungsnadelfixing needle
6262: FederspannblechSpring clamping plate
77: Gehäuseteilhousing part

Claims

Insulation segment for thermal insulation of a hot surface, comprising an insulation core ( 1 ) with a base area ( 11 ), an outer surface ( 12 ) and an edge region ( 13 ) and means for protecting the insulation core in the edge region, characterized in that the means for protecting the insulation core, an edge protection band ( 32 ) comprising the insulation core in the edge region ( 13 ) sheathed.

Insulating segment according to claim 1, characterized in that the edge protection strip ( 32 ) contains a glass fiber fabric.

Insulating segment according to one of claims 1 or 2, characterized in that the edge protection strip ( 32 ) in the area of the outer surface ( 12 ) between the insulation core ( 1 ) and one the outer surface ( 12 ) of the insulation core at least partially covering cover sheet ( 2 ) is introduced.

Isolation segment according to one of claims 1 to 3, characterized in that the insulation core ( 1 ) with the base area ( 11 ) at least partially on a carrier sheet ( 5 ) and that the edge protection band ( 32 ) in the area of the base area ( 11 ) between the insulation core ( 1 ) and the sheet metal segment ( 5 ) is introduced.

Insulating segment according to one of claims 1 to 4, characterized in that the edge protection strip ( 32 ) by means of at least one seam ( 41 . 42 ) at the isolation core ( 1 ) is attached.

Insulating segment according to claim 5, characterized in that the edge protection strip ( 32 ) by means of a first seam ( 41 ) on the side of the outer surface ( 12 ) and by means of a second seam ( 42 ) on the side of the base ( 11 ) at the isolation core ( 1 ) is attached.

Insulating segment according to one of claims 5 or 6, characterized in that the edge protection strip ( 32 ) by means of a from the side of the outer surface ( 12 ) to the side of the base ( 11 ) continuous seam ( 42 ) at the insulation core ( 1 ) is attached.

Insulating segment according to one of claims 1 to 7, characterized in that on the insulation core ( 1 ) between the insulation core ( 1 ) and the edge protection band ( 32 ) a color layer ( 31 ) is applied.

Insulating segment according to claim 8, characterized in that the color layer ( 31 ) contains an adhesive component.

Turbocharger with a housing, characterized by the casing at least partially covering insulating segments according to one of claims 1 to 9.