DE202014002980U1

DE202014002980U1 - Axial turbine for an exhaust gas turbocharger

Info

Publication number: DE202014002980U1
Application number: DE201420002980
Authority: DE
Original assignee: MAN Diesel and Turbo SE
Current assignee: MAN Energy Solutions SE
Priority date: 2014-04-08
Filing date: 2014-04-08
Publication date: 2014-04-16
Anticipated expiration: 2024-04-09

Abstract

Axialturbine für einen Abgasturbolader, mit einem Turbinenrotor und einem Turbinengehäuse (10), wobei das Turbinengehäuse (10) zumindest ein Zuströmgehäuse (11) und ein Abströmgehäuse (12) aufweist, die an Verbindungflanschen (14, 15) über eine mehrere Schrauben aufweisende, kraftschlüssige Schraubverbindung miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Zuströmgehäuse (11) und das Abströmgehäuse (12) zusätzlich über eine formschlüssige Klemmverbindung miteinander verbunden sind.Axial turbine for an exhaust gas turbocharger, with a turbine rotor and a turbine housing (10), the turbine housing (10) having at least one inflow housing (11) and one outflow housing (12), which is connected to connecting flanges (14, 15) by means of a plurality of screws, non-positive Screw connection are connected to one another, characterized in that the inflow housing (11) and the outflow housing (12) are additionally connected to one another via a positive locking connection.

Description

Die Erfindung betrifft eine Axialturbine für einen Abgasturbolader gemäß dem Oberbergriff des Anspruchs 1.The invention relates to an axial turbine for an exhaust gas turbocharger according to the Oberbergriff of claim 1.

Aus der DE 101 25 250 C5 ist eine Axialturbine für einen Abgasturbolader mit internem Berstschutz bekannt. Die in diesem Stand der Technik offenbarte Axialturbine verfügt über einen Turbinenrotor sowie ein statorseitiges Turbinengehäuse. Das Turbinengehäuse setzt sich aus einem Zuströmgehäuse, einem Abströmgehäuse, einem Düsenring und einem Abgasdiffusor zusammen, wobei in der Turbine zu entspannendes Abgas über das Zuströmgehäuse und den Düsenring dem Turbinenrotor zuführbar und ausgehend vom Turbinenrotor über den Abgasdiffusor und das Abströmgehäuse vom Turbinenrotor abführbar ist. Der Berstschutz, der auch als Containmentschutz bezeichnet wird, wird durch eine definierte Gestaltung des Abgasdiffusors bereitgestellt. So umfasst der Abgasdiffusor eine Außenwand mit einer Außenkontur, einer Innenkontur sowie einer zwischen der Außenkontur und der Innenkontur positionierten, ringförmigen Stützwandung.From the DE 101 25 250 C5 is an axial turbine for an exhaust gas turbocharger with internal burst protection known. The disclosed in this prior art axial turbine has a turbine rotor and a stator-side turbine housing. The turbine housing is composed of an inlet housing, a discharge housing, a nozzle ring and an exhaust gas diffuser, wherein exhaust gas to be expanded in the turbine can be supplied via the inlet housing and the nozzle ring to the turbine rotor and can be discharged from the turbine rotor via the exhaust gas diffuser and the discharge housing from the turbine rotor. The burst protection, which is also referred to as containment protection, is provided by a defined design of the exhaust diffuser. Thus, the exhaust gas diffuser comprises an outer wall having an outer contour, an inner contour and an annular support wall positioned between the outer contour and the inner contour.

Obwohl der Stand der Technik bereits eine Axialturbine mit integriertem Berstschutz und damit Containmentschutz offenbart, besteht Bedarf an alternativen Lösungen zur Bereitstellung von Axialturbinen mit Berstschutz bzw. Containmentschutz, vorzugsweise an solchen Lösungen, mit denen bereits im Feld verbaute bzw. genutzte Axialturbinen nachgerüstet bzw. umgerüstet werden können. Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Axialturbine für einen Abgasturbolader für einen Radialverdichter mit verbessertem Containmentschutz bzw. Berstschutz zu schaffen.Although the prior art already discloses an axial turbine with integrated burst protection and thus containment protection, there is a need for alternative solutions for providing axial turbines with burst protection or containment protection, preferably on solutions with which axial turbines already installed or used in the field are retrofitted or retrofitted can be. On this basis, the present invention has the object to provide an axial turbine for an exhaust gas turbocharger for a centrifugal compressor with improved containment protection or bursting protection.

Diese Aufgabe wird durch eine Axialturbine nach Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß sind das Zuströmgehäuse und das Abströmgehäuse zusätzlich über eine formschlüssige Klemmverbindung miteinander verbunden. Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung wird der Berstschutz bzw. Containmentschutz für eine Axialturbine eines Abgasturboladers dadurch realisiert, dass zusätzlich zu der kraftschlüssigen Schraubverbindung, über die Zuströmgehäuse und Abströmgehäuse miteinander verbunden sind, eine formschlüssige Klemmverbindung zur Verbindung von Zuströmgehäuse und Abströmgehäuse verwendet wird. Diese Lösung eignet sich insbesondere zur Umrüstung bzw. Nachrüstung von bereits im Feld verbauten bzw. genutzten Axialturbinen.This object is achieved by an axial turbine according to claim 1. According to the invention, the inflow housing and the outflow housing are additionally connected to one another via a positive clamping connection. For the purposes of the present invention, the burst protection or containment protection for an axial turbine of an exhaust gas turbocharger is realized in that in addition to the frictional screw, are connected to the Zuströmgehäuse and Abströmgehäuse together, a positive clamping connection for connection of Zuströmgehäuse and Abströmgehäuse is used. This solution is particularly suitable for retrofitting or retrofitting already installed or used in the field axial turbines.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung umfasst die Klemmverbindung einen Klemmring, wobei der Klemmring einen radial inneren Abschnitt und einen radial äußeren Abschnitt aufweist, wobei zwischen dem radial inneren Abschnitt und dem Verbindungflansch des Zuströmgehäuses ein Spalt ausgebildet ist, und wobei der radial äußere Abschnitt das Abströmgehäuse abschnittsweise umgreift. Die Ausgestaltung der Klemmverbindung zur Verbindung von Zuströmgehäuse und Abströmgehäuse über einen derartigen Klemmring ist zur Bereitstellung eines verbesserten Containmentschutzes bzw. Berstschutzes besonders vorteilhaft.According to an advantageous development, the clamping connection comprises a clamping ring, wherein the clamping ring has a radially inner portion and a radially outer portion, wherein between the radially inner portion and the connecting flange of the Zuströmgehäuses a gap is formed, and wherein the radially outer portion of the outflow housing partially engages , The design of the clamping connection for connecting the inflow housing and outflow housing via such a clamping ring is particularly advantageous for providing improved containment protection or bursting protection.

Vorzugsweise ist der Spalt zwischen dem Verbindungflansch des Zuströmgehäuses und dem radial inneren Abschnitt des Klemmrings derart ausgelegt, dass im Normalbetriebszustand der Verbindungflansch des Zuströmgehäuses an dem radial inneren Abschnitt des Klemmrings nicht anliegt, und dass im Schadenfalls der Verbindungflansch des Zuströmgehäuses erst nach einem definierten Verformungsweg der Schraubverbindung an dem radial inneren Abschnitt des Klemmrings zur Anlage kommt. Der radial äußere Abschnitt des Klemmrings weist eine Vertiefung auf, in die ein Vorsprung des Abströmgehäuses derart eingreift, dass sich eine im Schadenfall auf das Zuströmgehäuse einwirkende Axialkraft im Sinne einer Biegemomentabstützung über den Klemmring am Abströmgehäuse abstützt.Preferably, the gap between the connection flange of the inflow housing and the radially inner portion of the clamping ring is designed such that in the normal operating state, the connection flange of the inflow housing at the radially inner portion of the clamping ring is not present, and that in case of damage, the connection flange of the inflow only after a defined deformation of the Screw on the radially inner portion of the clamping ring comes to rest. The radially outer portion of the clamping ring has a recess into which a projection of the outflow housing engages in such a way that an axial force acting on the inflow housing in the event of damage is supported on the outflow housing in the sense of a bending moment support via the clamping ring.

Hiermit wird gewährleistet, dass im Schadenfall zunächst die Schraubverbindung zwischen Zuströmgehäuse und Abströmgehäuse durch die im Schadenfall in Axialrichtung auf das Zuströmgehäuse wirkende Kraft bis nahe an ihre Belastungsgrenze belastet wird, bevor anschließend die Klemmverbindung belastet wird, um im Sinne einer Biegemomentabstützung die im Schadenfall auf das Zuströmgehäuse einwirkende Axialkraft über den Klemmring auf das Abströmgehäuse zu übertragen bzw. am Abströmgehäuse abzustützen. Hiermit kann ein besonders vorteilhafter Containmentschutz bzw. Berstschutz bereitgestellt werden.This ensures that in the event of damage first the screw between Zuströmgehäuse and Abströmgehäuse is loaded by the force acting on the Zuström damage in the axial direction to close to their load limit before the clamp connection is then charged in order to support a Biegemomentabstützung in case of damage to the To transfer the axial flow acting on the inflow housing to the outflow housing via the clamping ring or to support it on the outflow housing. Hereby, a particularly advantageous containment protection or bursting protection can be provided.

Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist der Klemmring in Umfangsrichtung segmentiert, vorzugsweise derart, dass der Klemmring mindestens drei Umfangssegmente mit einer Umfangserstreckung von jeweils maximal 120° aufweist. Die Segmentierung des Klemmrings ist zur optimalen Biegemomentabstützung von Vorteil.According to a further advantageous embodiment, the clamping ring is segmented in the circumferential direction, preferably such that the clamping ring has at least three circumferential segments with a circumferential extent of in each case a maximum of 120 °. The segmentation of the clamping ring is advantageous for optimum bending moment support.

Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung umfasst die Schraubverbindung mehrere Dehnschrauben mit Dehnhülsen, wobei ein Schraubenkopf einer jeden Dehnschraube an einem ersten Ende der jeweiligen Dehnhülse anliegt, und wobei die jeweilige Dehnhülse mit einem zweiten Ende an dem Verbindungflansch des Zuströmgehäuses anliegt. Der Klemmring weist Ausnehmungen für den Durchtritt der Dehnhülsen auf. Hiermit wird gewährleistet, dass dann, wenn der Klemmring der Klemmverbindung und die Schrauben der Schraubverbindung von derselben Seite aus am Turbinengehäuse montiert sind, die Schrauben und Hülsen der Schraubverbindung den Klemmring durchdringen können, ohne dass sich die Schraubverbindung am Klemmring abstützt.According to a further advantageous development, the screw connection comprises a plurality of expansion screws with expansion sleeves, wherein a screw head of each expansion screw bears against a first end of the respective expansion sleeve, and wherein the respective expansion sleeve rests with a second end against the connection flange of the inlet housing. The clamping ring has recesses for the passage of the expansion sleeves. This ensures that when the clamping ring of the clamping connection and the screws of the screw from the same side on Turbine housing are mounted, the screws and sleeves of the screw can penetrate the clamping ring, without the screw is supported on the clamping ring.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert.Preferred embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims and the description below. Embodiments of the invention will be described, without being limited thereto, with reference to the drawings.

Dabei zeigt:Showing:

1: einen ausschnittsweisen Querschnitt durch ein Turbinengehäuse einer Axialturbine für einen Abgasturbolader. 1 : A partial cross section through a turbine housing of an axial turbine for an exhaust gas turbocharger.

Die Erfindung betrifft eine Axialturbine für einen Abgasturbolader.The invention relates to an axial turbine for an exhaust gas turbocharger.

1 zeigt einen Querschnitt durch eine Axialturbine eines Abgasturboladers im Bereich eines Turbinengehäuses 10 der Axialturbine. Das Turbinengehäuse 10 nimmt einen in 1 nicht gezeigten Turbinenrotor auf. 1 shows a cross section through an axial turbine of an exhaust gas turbocharger in the region of a turbine housing 10 the axial turbine. The turbine housing 10 takes one in 1 not shown turbine rotor on.

Das Turbinengehäuse 10 der 1 umfasst zumindest ein Zuströmgehäuse 11, ein Abströmgehäuse 12 sowie im gezeigten, bevorzugten Ausführungsbeispiel zusätzlich einen Abgasdiffusor 13. Gemäß 1 sind das Zuströmgehäuse 11, das Abströmgehäuse 12 und der Abgasdiffusor 13 über entsprechende Verbindungsflansche 14, 15 und 16 miteinander verbunden, wobei ein Verbindungsflansch 16 des Abgasdiffusors 13 zwischen einem Verbindungsflansch 14 des Zuströmgehäuses 11 und einem Verbindungsflansch 15 des Abströmgehäuses 12 positioniert ist.The turbine housing 10 of the 1 includes at least one inlet housing 11 , an outflow housing 12 as well as in the illustrated preferred embodiment additionally an exhaust gas diffuser 13 , According to 1 are the inlet housing 11 , the outflow housing 12 and the exhaust diffuser 13 via corresponding connecting flanges 14 . 15 and 16 connected together, with a connecting flange 16 the exhaust diffuser 13 between a connecting flange 14 of the influx housing 11 and a connecting flange 15 of the outflow housing 12 is positioned.

Zur Verbindung dieser obigen Baugruppen des Turbinengehäuses 10 wird eine mehrere Schrauben umfassende Schraubverbindung genutzt, wobei im gezeigten, bevorzugten Ausführungsbeispiel die Schraubverbindung mehrere Dehnschrauben 26 mit Dehnhülsen 17 umfasst. Ein Schraubenkopf 18 einer jeden Dehnschraube 26 stützt sich dabei an einem ersten Ende der jeweiligen Dehnhülse 17 ab, wobei die Dehnhülse 17 mit einem gegenüberliegenden zweiten Ende an dem Verbindungsflansch 14 des Zuströmgehäuses 11 anliegt.To connect these above assemblies of the turbine housing 10 a screw connection comprising several screws is used, wherein in the preferred embodiment shown, the screw connection has a plurality of expansion screws 26 with expansion sleeves 17 includes. A screw head 18 every expansion screw 26 relies on a first end of the respective expansion sleeve 17 from, with the expansion sleeve 17 with an opposite second end to the connecting flange 14 of the influx housing 11 is applied.

Ein Schraubenschaft 19 der jeweiligen Dehnschraube 26 erstreckt sich durch die jeweilige Dehnhülse 17, den Verbindungsflansch 14 des Zuströmgehäuses 11 sowie durch den Verbindungsflansch 16 des Abgasdiffusors 13 in den Verbindungsflansch 15 des Abströmgehäuses 12 hinein.A screw shaft 19 the respective expansion screw 26 extends through the respective expansion sleeve 17 , the connecting flange 14 of the influx housing 11 as well as through the connecting flange 16 the exhaust diffuser 13 in the connecting flange 15 of the outflow housing 12 into it.

Zusätzlich zu der die mehreren Dehnschrauben 26 und Dehnhülsen 17 umfassenden Schraubverbindung sind das Zuströmgehäuse 11 und das Abströmgehäuse 12 über eine formschlüssige Klemmverbindung miteinander verbunden, wobei die Klemmverbindung einen in Umfangsrichtung umlaufenden Klemmring 20 umfasst, der vorzugsweise als segmentierter Klemmring ausgebildet ist.In addition to the several expansion screws 26 and expansion sleeves 17 comprehensive screw connection are the Zuströmgehäuse 11 and the outflow housing 12 connected to each other via a positive clamping connection, wherein the clamping connection has a circumferentially circumferential clamping ring 20 includes, which is preferably formed as a segmented clamping ring.

Dann, wenn der Klemmring 20 als segmentierter Klemmring ausgebildet ist, weist derselbe mindestens drei Umfangssegmente mit einer Umfangserstreckung von jeweils maximal 120° auf.Then, if the clamping ring 20 is designed as a segmented clamping ring, the same has at least three circumferential segments with a circumferential extent of no more than 120 °.

Vorzugsweise verfügen alle Umfangssegmente über eine identische Umfangserstreckung.Preferably, all circumferential segments have an identical circumferential extent.

Es ist auch möglich, die Umfangssegmente des Klemmrings 20 mit unterschiedlicher Umfangserstreckung auszugestalten.It is also possible, the peripheral segments of the clamping ring 20 to design with different circumferential extent.

Der Klemmring 20 bzw. die Segmente desselben verfügen über einen radial inneren Abschnitt 21 und einen radial äußeren Abschnitt 22.The clamping ring 20 or the segments thereof have a radially inner portion 21 and a radially outer portion 22 ,

Im montierten Zustand des Klemmrings 20 bzw. der Umfangssegmente desselben ist zwischen dem radial inneren Abschnitt 21 des Klemmrings 20 bzw. den Umfangssegmenten desselben und dem Verbindungsflansch 14 des Zuströmgehäuses 11 ein Spalt 27 mit einer definierten Abmessung ausgebildet.In the assembled state of the clamping ring 20 or the circumferential segments thereof is between the radially inner portion 21 of the clamping ring 20 or the circumferential segments thereof and the connecting flange 14 of the influx housing 11 A gap 27 formed with a defined dimension.

Im montierten Normalbetriebszustand liegt/liegen demnach der radial innere Abschnitt 21 des Klemmrings 20 bzw. die Umfangssegmente desselben nicht am Verbindungsflansch 14 des Zuströmgehäuses 11 an.In the assembled normal operating state, the radially inner section is / are therefore located 21 of the clamping ring 20 or the circumferential segments thereof not on the connecting flange 14 of the influx housing 11 at.

Dann, wenn im Schadenfall das Zuströmgehäuse 11 mit einer Axialkraft belastet wird, wird demnach zunächst die Schraubverbindung belastet, ohne dass die Klemmverbindung belastet wird. Dann, wenn die Schraubverbindung so weit belastet wurde, dass das Zuströmgehäuse 11 mit seinem Verbindungsflansch 14 am radial inneren Abschnitt 21 des Klemmrings 20 bzw. der Umfangssegmente desselben zur Anlage kommt, wird nachfolgend die Klemmverbindung im Schadenfall belastet.Then, if in case of damage the Zuströmgehäuse 11 is loaded with an axial force, therefore, first the screw is charged without the clamp connection is charged. Then, when the screw was loaded so far that the Zuströmgehäuse 11 with its connecting flange 14 at the radially inner portion 21 of the clamping ring 20 or the peripheral segments of the same comes to rest, the terminal connection is subsequently charged in the event of damage.

Wie bereits ausgeführt, verfügt der Klemmring 20 zusätzlich zum radial inneren Abschnitt 21 den radial äußeren Abschnitt 22, wobei der radial äußere Abschnitt 22 das Abströmgehäuse 12 abschnittsweise umgreift. Gemäß 1 ist in den radial äußeren Abschnitt 22 des Klemmrings 20 bzw. der Umfangssegmente des Klemmrings 20 eine Vertiefung 23 eingebracht, in die das Abströmgehäuse 12 mit einem Vorsprung 24 eingreift, so dass demnach der radial äußere Abschnitt 22 des Klemmrings 20 bzw. der Umfangssegmente diesen Vorsprung 24 des Abströmgehäuses 12 umgreift.As already stated, has the clamping ring 20 in addition to the radially inner portion 21 the radially outer portion 22 , wherein the radially outer portion 22 the outflow housing 12 engages in sections. According to 1 is in the radially outer section 22 of the clamping ring 20 or the circumferential segments of the clamping ring 20 a depression 23 introduced into the outflow housing 12 with a lead 24 engages, so that therefore the radially outer portion 22 of the clamping ring 20 or the circumferential segments this projection 24 of the outflow housing 12 embraces.

Dann, wenn im Schadenfall infolge der auf das Zuströmgehäuse 11 einwirkenden Axialkraft die Schraubverbindung so weit belastet wurde, dass das Zuströmgehäuse 11 mit seinem Verbindungsflansch 14 an dem radial inneren Abschnitt 21 des Klemmrings 20 bzw. den Umfangssegmenten desselben zur Anlage kommt, wird die Axialkraft über das Zustromgehäuse 11 auf den Klemmring 20 bzw. die Umfangssegmente desselben übertragen, wobei der Klemmring 20 bzw. die Umfangssegmente desselben im Sinne einer Biegemomentabstützung die im Schadenfall auf das Zuströmgehäuse 11 einwirkende Axialkraft über den Klemmring 20 am Abströmgehäuse 12 abstützt/abstützen. Im Schadenfall wird/werden demnach der Klemmring 20 bzw. die Umfangssegmente desselben um eine zwischen dem radial äußeren Abschnitt 22 des Klemmrings und dem Vorsprung 24 des Abströmgehäuses 12 ausgebildete Biegeachse geschwenkt bzw. umgebogen, wodurch im Schadenfall die Biegemomentabstützung der auf das Zustromgehäuse 11 einwirkenden Axialkraft am Abströmgehäuse 12 bewerkstelligt wird. Then, if in the event of damage due to the on the Zuströmgehäuse 11 acting axial force the screw was loaded so far that the Zuströmgehäuse 11 with its connecting flange 14 at the radially inner portion 21 of the clamping ring 20 or the peripheral segments of the same comes to rest, the axial force on the influx housing 11 on the clamping ring 20 or the circumferential segments thereof transmitted, wherein the clamping ring 20 or the circumferential segments of the same in the sense of a bending moment support in case of damage to the Zuströmgehäuse 11 acting axial force over the clamping ring 20 at the outlet housing 12 supports / support. In case of damage will / will therefore be the clamping ring 20 or the circumferential segments thereof about one between the radially outer portion 22 of the clamping ring and the projection 24 of the outflow housing 12 pivoted bending axis pivoted or bent, whereby in case of damage, the bending moment support of the on the influx housing 11 acting axial force at the outflow housing 12 is accomplished.

Wie bereits ausgeführt, werden im Schadenfall zunächst die Dehnschrauben 26 und Dehnhülsen 17 der Schraubverbindung belastet, wobei erst dann, wenn die Dehnschrauben 26 und die Dehnhülsen 17 soweit belastet wurden, dass der Verbindungsflansch 14 des Zuströmgehäuses 11 den Spalt 27 zwischen dem Verbindungsflansch 14 des Zuströmgehäuses 11 und dem radial inneren Abschnitt des Klemmrings 20 bzw. den Umfangssegmenten desselben überwunden hat, nachfolgend der Klemmring 20 bzw. die Umfangssegmente desselben belastet werden.As already stated, in the event of damage, first the expansion screws 26 and expansion sleeves 17 the screw loaded, wherein only when the expansion screws 26 and the expansion sleeves 17 were loaded so far that the connecting flange 14 of the influx housing 11 the gap 27 between the connecting flange 14 of the influx housing 11 and the radially inner portion of the clamping ring 20 or has overcome the circumferential segments of the same, hereinafter the clamping ring 20 or the peripheral segments of the same are charged.

Da gemäß 1 die Dehnhülsen 17 und Dehnschrauben 26 der Schraubverbindung sowie der Klemmring 20 der Klemmverbindung von derselben Seite aus am Turbinengehäuse 10 der Axialturbine montiert sind, sind in den Klemmring 20 bzw. die Umfangssegmente desselben Ausnehmungen für den Durchtritt der Dehnhülsen 17 angebracht, die jedoch in 1 nicht gezeigt sind. Hierdurch wird gewährleistet, dass die Schraubverbindung unabhängig von der Klemmverbindung im Schadenfall belastet wird. Die Dehnhülsen 17 stehen im Normalbetriebszustand nur mit dem Schraubenköpfen 18 der Dehnschrauben 26 und dem Verbindungsflansch 14 des Zuströmgehäuses 11 in Kontakt, jedoch nicht mit dem Klemmring 20. Der Klemmring 20 stützt sich im Normalbetriebszustand nur am Vorsprung 24 des Zuströmgehäuses 12 ab. Erst im Schadenfall nach definierter Belastung und Verformung der Schraubverbindung kommt der Verbindungsflansch 14 des Zuströmgehäuses 11 am Klemmring 20 zur Anlage und belastet denselben.As according to 1 the expansion sleeves 17 and expansion screws 26 the screw connection and the clamping ring 20 the clamping connection from the same side of the turbine housing 10 the axial turbine are mounted in the clamping ring 20 or the circumferential segments of the same recesses for the passage of the expansion sleeves 17 attached, but in 1 not shown. This ensures that the screw is loaded independently of the clamp connection in case of damage. The expansion sleeves 17 are in normal operation only with the screw heads 18 the expansion screws 26 and the connecting flange 14 of the influx housing 11 in contact, but not with the clamping ring 20 , The clamping ring 20 in normal operating mode, it only supports itself at the projection 24 of the influx housing 12 from. Only in case of damage after a defined load and deformation of the screw is the connecting flange 14 of the influx housing 11 on the clamping ring 20 to the plant and charged the same.

Gemäß 1 ist der Klemmring 20 der Klemmverbindung über Montageschrauben 25 am Abströmgehäuse 12 montiert. Diese Montageschrauben 25 erstrecken sich durch den radial äußeren Abschnitt des Klemmrings 20 bzw. der Umfangssegmente des Klemmrings 20 in das Abströmgehäuse 12 hinein. Diese Montageschrauben 25 werden im Schadenfall so gut wie nicht belastet, die eigentliche Aufnahme der im Schadenfall wirkenden Axialkraft erfolgt über die Biegemomentabstützung, die oben bereits im Detail beschrieben wurde.According to 1 is the clamping ring 20 the clamp connection via mounting screws 25 at the outlet housing 12 assembled. These mounting screws 25 extend through the radially outer portion of the clamping ring 20 or the circumferential segments of the clamping ring 20 in the outflow housing 12 into it. These mounting screws 25 are hardly charged in the event of damage, the actual absorption of the axial force acting in the event of damage takes place via the bending moment support, which has already been described in detail above.

Erfindungsgemäß wird demnach zur Bereitstellung eines Berstschutzes bzw. Containmentschutzes für eine Axialturbine eines Abgasturboladers eine Kombination einer kraftschlüssig wirkenden Schraubverbindung und einer formschlüssig wirkenden Klemmverbindung genutzt. Im Schadenfall wird zunächst die Schraubverbindung mit ihrem hohen Energieaufnahmevermögen belastet, und anschließend erfolgt die Belastung der Klemmverbindung, die eine Biegemomentabstützung bereitstellt. Die Erfindung eignet sich insbesondere zur Umrüstung bzw. Nachrüstung von bereits im Feld verbauten bzw. genutzten Axialturbinen.According to the invention, a combination of a non-positively acting screw connection and a positively acting clamping connection is therefore used to provide a burst protection or containment protection for an axial turbine of an exhaust gas turbocharger. In the event of damage, first the screw connection is loaded with its high energy absorption capacity, and then the loading of the clamping connection takes place, which provides a bending moment support. The invention is particularly suitable for retrofitting or retrofitting already installed or used in the field axial turbines.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Turbinengehäuseturbine housing
1111: Zuströmgehäuseinflow housing
1212: Abströmgehäuseoutflow housing
1313: Abgasdiffusorexhaust diffuser
1414: Flanschflange
1515: Flanschflange
1616: Flanschflange
1717: Dehnhülseexpansion sleeve
1818: Schraubenkopfscrew head
1919: Schraubenschaftscrew shaft
2020: Klemmringclamping ring
2121: Abschnittsection
2222: Abschnittsection
2323: Vertiefungdeepening
2424: Vorsprunghead Start
2525: Schraubescrew
2626: Dehnschraubejackscrew
2727: Spaltgap

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10125250 C5 [0002]

Claims

Axial turbine for an exhaust gas turbocharger, with a turbine rotor and a turbine housing ( 10 ), wherein the turbine housing ( 10 ) at least one inflow housing ( 11 ) and an outflow housing ( 12 ), which at connection flanges ( 14 . 15 ) are connected to one another via a multi-screw, non-positive screw connection, characterized in that the inflow housing ( 11 ) and the outflow housing ( 12 ) are additionally connected to each other via a positive clamping connection.

Axial turbine according to claim 1, characterized in that the clamping connection a clamping ring ( 20 ).

Axial turbine according to claim 2, characterized in that the clamping ring ( 20 ) is segmented in the circumferential direction.

Axial turbine according to claim 3, characterized in that the clamping ring ( 20 ) has at least three circumferential segments with a circumferential extent of no more than 120 °.

Axial turbine according to one of claims 2 to 4, characterized in that the clamping ring ( 20 ) has a radially inner portion ( 21 ) and a radially outer portion ( 22 ), wherein between the radially inner portion ( 21 ) and the connection flange ( 14 ) of the inflow housing ( 11 ) A gap ( 27 ) is formed, and wherein the radially outer portion ( 22 ) the outflow housing ( 12 ) engages in sections.

Axial turbine according to claim 4, characterized in that the gap ( 27 ) between the connection flange ( 14 ) of the inflow housing ( 11 ) and the radially inner portion ( 21 ) of the clamping ring ( 20 ) is designed such that in the normal operating state of the connecting flange ( 14 ) of the inflow housing ( 11 ) at the radially inner portion ( 21 ) of the clamping ring ( 20 ) is not present, and that in case of damage the connection flange ( 14 ) of the inflow housing ( 11 ) only after a defined deformation of the screw on the radially inner portion ( 21 ) of the clamping ring ( 20 ) comes to the plant.

Axial turbine according to claim 5 or 6, characterized in that, the radially outer portion ( 22 ) of the clamping ring ( 20 ) a recess ( 23 ) into which a projection ( 24 ) of the outflow housing ( 12 ) engages in such a way that in case of damage on the Zuströmgehäuse ( 11 ) acting axial force in the sense of a bending moment support via the clamping ring ( 20 ) at the outflow housing ( 12 ) is supported.

Axial turbine according to one of claims 2 to 7, characterized in that the clamping ring ( 20 ) via mounting screws ( 25 ) at the outflow housing ( 12 ) is mounted.

Axial turbine according to one of claims 1 to 8, characterized in that the screw connection a plurality of expansion screws ( 26 ) with expansion sleeves ( 17 ), wherein a screw head ( 18 ) of each expansion screw ( 26 ) at a first end of the respective expansion sleeve ( 17 ) is applied, and wherein the respective expansion sleeve ( 17 ) with a second end on the connecting flange ( 14 ) of the inflow housing ( 11 ) is present.

Axial turbine according to claim 9, characterized in that the clamping ring ( 20 ) Recesses for the passage of the expansion sleeves ( 17 ) having.

Axial turbine according to one of claims 1 to 10, characterized in that an exhaust gas diffuser ( 13 ) with a connecting flange ( 16 ) in such a way with the inflow housing ( 11 ) and an outflow housing ( 12 ), that the connection flange ( 16 ) of the exhaust gas diffuser ( 13 ) between the connecting flanges ( 14 . 15 ) of the inflow housing ( 11 ) and the outflow housing ( 12 ), whereby the screws ( 26 ) of the screw connection through the connecting flange ( 16 ) of the exhaust gas diffuser ( 13 ) into the connecting flange ( 15 ) of the outflow housing ( 12 ) extend into it.

Clamping ring ( 20 ) for an axial turbine of an exhaust gas turbocharger according to any one of claims 1 to 11, for providing a positive clamping connection between the Zuströmgehäuse ( 11 ) and the outflow housing ( 12 ) of the axial turbine.