DE833879C - Exhaust gas turbocharger for internal combustion engines - Google Patents

Exhaust gas turbocharger for internal combustion engines

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DE833879C
DE833879C DEP24095D DEP0024095D DE833879C DE 833879 C DE833879 C DE 833879C DE P24095 D DEP24095 D DE P24095D DE P0024095 D DEP0024095 D DE P0024095D DE 833879 C DE833879 C DE 833879C
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DE
Germany
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exhaust gas
compressor
gas turbocharger
ring
turbocharger according
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Dipl-Ing Franz Tuczek
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FRANZ TUCZEK DIPL ING
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FRANZ TUCZEK DIPL ING
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C6/00—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas- turbine plants for special use
    • F02C6/04—Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output
    • F02C6/10—Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output supplying working fluid to a user, e.g. a chemical process, which returns working fluid to a turbine of the plant
    • F02C6/12—Turbochargers, i.e. plants for augmenting mechanical power output of internal-combustion piston engines by increase of charge pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D25/00—Pumping installations or systems
    • F04D25/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D25/04—Units comprising pumps and their driving means the pump being fluid-driven
    • F04D25/045—Units comprising pumps and their driving means the pump being fluid-driven the pump wheel carrying the fluid driving means, e.g. turbine blades

Description

Abgas-Turbolader für Brennkraftmaschinen Die Erfindung betrifft einen Abgas-Turbolader für 13rennkraftmaschinen, bei denen eine von den Abgasen dex Bremskraftmaschine beaufschlagte Turbine einen Verdichter zur Aufladung der 15rennkraftmaschine antreibt.Exhaust gas turbocharger for internal combustion engines The invention relates to a Exhaust gas turbocharger for 13rennkraftmaschinen, in which one of the exhaust gases dex brake engine acted upon turbine drives a compressor for charging the 15rennkraftmaschine.

Die bisher Übliche Bauweise bestand darin, daß eine axial beaufschlagte Turbine über eine Welle mit einem Schleuderverdichter gekuppelt war. Radialturbinen wurden in gleicher Weise verwandt wie Axialturbinen. Das Gemeinsame der bisher üblichen Konstruktionen ist gegenüber vorliegender Erfindung darin zu erblicken, daß die Ver-<lichtergruppe und die Turbinengruppe als getrennte Hauelemente anzusprechen waren, die durch eine Welle und gegebenenfalls ein Getriebe miteinander verbunden wären. Derartige Konstruktionen zeigen zum Teil einen hohen inneren Leistungsverlust, der durch vorliegende Erfindung durch eine gänzlich nette Konstruktionsidee b-es , ## i ti-t , wcrdcn soll. Erfindungsgemäß werden auf einer feststehenden Welle eine oder mehrere getrennt gelagerte Scheiben angeordnet, die je einen axial durchströmten Verdichter- und Turbinenkranz tragen, und zwischen denen ein mit ihnen fest verbundener Ringkörper angeordnet ist. Zweckmäßig wird der innere Schaufelkranz als Verdichter ausgebildet, um die \ abenkörper, die auf der feststehenden Welle angeordnet sind, nicht den heißen Abgasen auszusetzen. Dabei kann die Durchströmung im Verdichterkranz vorzugsweise entgegen der im Turbinenkranz erfolgen. Es können aber auch .Gründe dafür sprechen, die Durchströmung im Verdichter- und Turbinenkranz gleichsinnig zu wählen.. Bei gleichsinnig umlaufenden Scheiben werden zwischen ihnen oder zwischen zu Gruppen zusammengefaßten Scheiben Leibgitter artgeordnet. Um auf die Leitgitter verzichten zu können, können je zwei aufeinanderfolgende Scheiben gegenläufig ausgebildet werden. Durch diese Bauart wird das Prinzip der Gegenläufigkeit mit seinen Vorteilen, gute Wirkungsgrade und geringe mechanische Beanspruchung, verwirklicht, ohne daß ein Getriebe der bekannten gegenläufigen Strömungsmaschinen erforderlich ist.The construction that was customary up to now consisted in an axially loaded turbine being coupled to a centrifugal compressor via a shaft. Radial turbines were used in the same way as axial turbines. The common features of the conventional designs compared to the present invention are that the compressor group and the turbine group were to be addressed as separate building elements which would be connected to one another by a shaft and possibly a gear. Such constructions partly show a high internal power loss, which is supposed to be achieved by the present invention through a completely nice construction idea b-es, ## i ti-t,. According to the invention, one or more separately mounted disks are arranged on a stationary shaft, each of which carries an axially flowed through compressor and turbine ring, and between which an annular body firmly connected to them is arranged. The inner blade ring is expediently designed as a compressor in order not to expose the body, which is arranged on the stationary shaft, to the hot exhaust gases. In this case, the flow in the compressor ring can preferably take place opposite to that in the turbine ring. However, there can also be reasons for choosing the flow in the compressor and turbine ring in the same direction. In the case of panes rotating in the same direction, body grids are arranged between them or between panes combined into groups. In order to be able to dispense with the guide grilles, two successive panes can be designed to run in opposite directions. With this design, the principle of counter-rotation with its advantages, good efficiency and low mechanical stress, is realized without the need for a transmission of the known counter-rotating flow machines.

Die größte Einfachheit in fertigungstechnischer Hinsicht wird erreicht, wenn alle Scheiben gleichen Durchmesser und gleiche Gestaltung aufweisen und sich nur die Schaufelstellungen voneinander unterscheiden. Eine besonders günstige Anordnung wird erreicht, wenn die Durchmesser aller Scheiben gleich, die Gestaltung ebenfalls gleich und die Profilstellung der Schaufeln spiegelbildlich ausgebildet sind. Entsprechend der Abnahme des Volumens der Luft, die durch die Verdichtung und den Übertritt von Luft zum Abgas bedingt ist, läuft die erste Scheibe am schnellsten und die letzte Scheibe am langsamsten, die die höchste Temperatur annimmt. Läßt man die Durchmesser gleich und ändert nur die Profilstellung so, daß alle Scheiben mit gleicher Drehzahl umlaufen und gleichmäßig belastet sind, so ergibt sich der Vorteil, daß für die gleiche Verdichterleistung weniger Stufen erforderlich sind als bei der ersten Möglichkeit mit derselben Belastung der ersten Stufe. Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß die Durchmesser der Scheiben entsprechend der Volumänderung abnehmen und die Profile die Stellung haben, die den besten Wirkungsgrad ergibt. Es kann sich auch als zweckmäßig erweisen, die genannten Möglichkeiten miteinander zu kombinieren. Die Verwendung gleicher Profile für die Verdichter- und Turbinenschaufeln bringt eine weitere Vereinfachung.The greatest simplicity in terms of manufacturing technology is achieved if all disks have the same diameter and the same design and are only differentiate between the blade positions. A particularly favorable arrangement is achieved when the diameters of all disks are the same, so is the design the same and the profile position of the blades are mirror images. Corresponding the decrease in the volume of air caused by the compression and the passage of If there is air to the exhaust gas, the first disc runs the fastest and the last The slowest disc that adopts the highest temperature. Leaving the diameter the same and only changes the profile position so that all discs are running at the same speed circulate and are evenly loaded, there is the advantage that for the same compressor capacity fewer stages are required than with the first option with the same load of the first stage. Another possibility is to that the diameter of the disks decrease in accordance with the change in volume and the Profiles have the position that gives the best efficiency. It can also prove to be useful to combine the options mentioned with one another. The use of the same profiles for the compressor and turbine blades brings another simplification.

Die einzelnen Scheiben haben am Durchmesser der Zwischenringe eine Undichtigkeitsstelle. Eine Abdichtung mit mechanischen Reibungsmitteln kann an dieser Stelle wegen der hohen Umfangsgeschwindigkeit nicht angewandt werden. Es muß daher eine Spaltabdichtung vorgesehen werden, über die ein Druckausgleich von Luft- und Gasstrom erfolgen kann. Im Beharrungszustand von Brennkraftmaschine und Abgas-Turbolader überwiegt der Luftdruck den des Gases. Erfindungsgemäß wird daher eine Spaltabdichtung vorgeschlagen, bei der eine oder mehrere Spitzen des einen Zwischenringes in eine oder mehrere Rillen des nächsten Ringces eingreifen. Der Winkel der Spitze wird möglichst klein gewählt, um eine möglichst große Überdeckung zu erreichen. Außerdem soll sich der durch den Spalt tretende Luftstrom möglichst eng an den Innendurchmesser der Turbinenschaufeln anlegen und so einen Kühlluftschleier bilden, der die Schaufeln und den Zwischenring kühlt und dadurch den Wärmeübergang von den heißen Abgasen zur Luft herabsetzt. Am Außendurchmesser der Verdichterschaufeln wird durch die erfindungsgemäß vorgesehene Abdichtung zugleich die Grenzschicht abgesaugt, die die Wärme vom Zwischenring aufgenommen hat, wodurch der Wärmeübergang von den Abgasen zur Luft ebenfalls herabgesetzt wird. Mit dieser Abdichtung ist der weitere Vorteil verbunden, daß an der Spitze der Verdichterschaufeln kein Druckausgleich erfolgt, wie das der Fall hei normalen Verdichtern zwischen Schaufeln und Gehäuse ist. Die Abmessungen des Spaltes werden entweder möglichst klein für geringsten Mengenverlust oder so groß gewählt, daß die günstigste Kühlwirkung erreicht wird. Bei Beschleunigung der Brennkraftmaschine und besonders w-äl@rrnd des Anfahrens überwiegt der Gasdruck den Luftdruck. Zeigt die Spitze der Abdichtung gegen die Strömungsrichtung der Abgase, so ist der Strömungswiderstand im Spalt durch die dreifache bzw. mehrfache Umlenkung des Gasstromes sehr groß, so'daß nur eine kleine Gasmenge zur Luftseite überströmen kann.The individual disks have a on the diameter of the intermediate rings Leakage point. A seal with mechanical friction means can be applied to this Position cannot be used because of the high peripheral speed. It must therefore a gap seal can be provided over which a pressure equalization of air and Gas flow can take place. In the steady state of the internal combustion engine and exhaust gas turbocharger the air pressure outweighs that of the gas. According to the invention, a gap seal is therefore used proposed in which one or more tips of an intermediate ring in one or several grooves of the next ring engage. The angle of the top will be Chosen as small as possible in order to achieve the largest possible coverage. aside from that the air flow passing through the gap should be as close as possible to the inside diameter of the turbine blades and thus form a cooling air curtain that surrounds the blades and cools the intermediate ring and thereby the heat transfer from the hot exhaust gases lowers to air. At the outer diameter of the compressor blades, the According to the invention provided seal at the same time sucked the boundary layer, the has absorbed the heat from the intermediate ring, whereby the heat transfer from the exhaust gases is also reduced to air. With this seal is the further advantage connected that there is no pressure equalization at the tip of the compressor blades, as is the case with normal compressors between the blades and the casing. the The dimensions of the gap are either as small as possible for the lowest possible loss of quantity or chosen so large that the most favorable cooling effect is achieved. When accelerating of the internal combustion engine and especially during start-up, the gas pressure predominates the air pressure. Shows the tip of the seal against the flow direction of the exhaust gases, so is the flow resistance in the gap due to the triple or multiple deflection of the gas flow is very large, so that only a small amount of gas flows over to the air side can.

Unter besonderen Umständen kann die Spitze der Abdichtung gegen die Luftführung zeigen. Eine einfache, fertigungstechnisch besonders günstige Bauweise der Abdichtung besteht darin, daß die Stirnseiten der Scheiben lediglich derart abgeschrägt sind, daß die Stirnseiten zweier aufeinanderfol.gender Scheiben sich überdecken.In special circumstances, the top of the seal may be against the Show air flow. A simple construction that is particularly favorable in terms of production technology the seal consists in the fact that the end faces of the panes only in such a way are bevelled so that the end faces of two consecutive discs cover.

An die letzte Turbinenstufe schließt sich ein Diffusor an, damit der statische Gasdruck an dieser Stelle um so viel kleiner als der Außendruck ist, daß der Staudruck der Luft im Spalt den statischen Gasdruck überwiegt, so daß auch hier kein Abgas zur Luft strömen kann.A diffuser is attached to the last turbine stage so that the static gas pressure at this point is so much smaller than the external pressure that the dynamic pressure of the air in the gap outweighs the static gas pressure, so that here too no exhaust gas can flow to the air.

Die Befestigung der Schaufeln erfolgt in der Weise, daß der Ringkörper in zwei konzentrische Ringe aufgeteilt wird, aus denen dem Schaufelprofil entsprechende Ausnehmungen ausgestanzt werden, in die die Enden der @"erdichterschaufeln und die Fußteile der Turbinenschaufeln eingeführt werden und mit den entsprechenden Ringen vorzugsweise hart verlötet werden.The attachment of the blades takes place in such a way that the ring body is divided into two concentric rings, from which the blade profile corresponding Recesses are punched into which the ends of the @ "compressor blades and the Root parts of the turbine blades are introduced and with the corresponding rings preferably hard soldered.

Das Fußende der Verdichterschaufeln greift in entsprechende Ausnehmungen eines Ringes ein, der auf dem Scheibenumfang befestigt wird. Die den Zwischenkörper bildenden Ringe werden ebenfalls nach Einsetzen der Schaufeln miteinander fest verbunden. Zur Festlegung der freien Enden der Turbinenschaufeln kann ein dem Schaufelprofil angepaßter Ringkörper dienen, der nach erfolgter Befestigung wieder beseitigt wird. Die Voll-und/oder Hohlschaufeln für Verdichter- und Turbinenkranz können auch gegebenenfalls von einem laufenden Profil abgeschnitten und verwunden werden.The foot end of the compressor blades engages in corresponding recesses a ring that is attached to the circumference of the disc. The intermediate body forming rings are also firmly connected to one another after the blades have been inserted. A blade profile can be used to fix the free ends of the turbine blades serve adapted ring body, which is removed again after attachment. The full and / or hollow blades for the compressor and turbine ring can also optionally cut off and twisted by a running profile.

Bei Verwendung hoher Abgastemperaturen werden die Turbinenschaufeln und die im Abgasstrom liegenden Leitgitter als Hohlschaufeln ausgebildet. Sie sind zweckmäßig aus einer Hülse geprägt, die ebenso wie die Vollschaufeln in dem ausgestanzten Zwischenring befestigt werden. Die Kühlluft wird aus dem Verdichterluftstrom zugeführt. Durch die Schleuderwirkung der Turbinenschaufeln wird der Überdruck Gier Luft verstärkt bzw. ist der Überdruck der Luft nicht Bedingung für eine wirksame Kühlung. Bei der Anwendung der Hohlschaufel wird der Kraftfluß im äußeren Zwischenring unterbrochen, da das ausgestanzte Stück nicht wieder durch das volle Profil ersetzt wird. Um diesen Festigkeitsverlust zu mildern, kann das Profil 111 zwei Teilen ausgestanzt werden und die Schaufel mit einem entsprechenden Einschnitt versehen werden, so daß in der Mitte eine Verbindung des Ringes erhalten bleibt. Dasselbe kann erreicht werden, wenn in die Hoblschaufel ein Blech eingesetzt wird, das beim Befestigen der Schaufel im Ring mit dieser befestigt wird und damit bzw. nach (lern Hartlöten die Verbindung des Zwischenringes wieder zum Teil herstellt. Zugleich können durch dieses Blech Kühlluftkanäle gebildet werden, um mit möglichst wenig Kühlluft auszukommen. Ferner wird durch derartige Bleche das Profil verstärkt. Die Leitschaufeln können auf die gleiche Weise ats Hohlschaufeln ausgebildet werden. Ein weiterer Vorteil in der Verwendung von Hohlschaufeln liegt darin, daß die aus den Schaufeln austretende Kühlluft zugleich das Gehäuse kühlt.When using high exhaust gas temperatures, the turbine blades and the guide grilles located in the exhaust gas flow are designed as hollow blades. they are expediently stamped from a sleeve which, like the full blades in the punched out Intermediate ring to be attached. The cooling air is supplied from the compressor air flow. The overpressure yaw air is increased by the centrifugal effect of the turbine blades or the overpressure of the air is not a condition for effective cooling. In the When the hollow blade is used, the flow of force in the outer intermediate ring is interrupted, because the punched-out piece is not replaced by the full profile. To this one The profile 111 two parts punched out and the blade are provided with a corresponding incision, so that a connection of the ring is maintained in the middle. The same can be achieved if a sheet is inserted into the plow shovel, which when fastening the blade is fastened in the ring with this and thus or after (learn brazing the connection of the intermediate ring is partially restored. At the same time you can go through this sheet metal cooling air channels are formed in order to get by with as little cooling air as possible. Furthermore, the profile is reinforced by such sheets. The guide vanes can hollow blades are formed in the same way. Another advantage in the use of hollow blades is that the emerging from the blades Cooling air also cools the housing.

Das ein- und austrittseitige Ende des Abgas-Turboladers ist mit Leiträdern versehen, deren Nabenkörper die feststehende Welle tragen, während am äußeren Durchmesser der Leiträder das im wesentlichen aus einem glatten Rohr bestehende Gehäuse befestigt ist, an dessen Stirnseiten die Aufnahmegehäuse und Anschlußflansche für Luft und Abgas sich befinden. Im allgemeinen sind für (las Abgas Aufnahmegehäuse mit Anschlußfllanschen erforderlich, während die Luft an der einen Stirnseite frei eintritt und an der anderen der Anschlußflansch zur Weiterleitung der verdichteten Luft angeschlossen wird. Am zweckmäßigsten ist es, die Leiträder zusammen mit den Lagern der Laufräder durch die Welle zu verspannen, da sich dann die Wärmedehnungen der einzelnen Scheiben nicht addieren und das axiale Spiel praktisch unverändert bleibt. Erforderlichenfalls wird den Leiträdern außen eine Dehnmöglichkeit gegenüber dem Gehäuse gegeben, da dieses eine wesentlich höhere Temperatur als die Welle besitzt. Am Austritt der Luft können Einrichtungen zur Stawbabscheidung eingebaut werden. An sich erfolgt durch das Gerät selbst eine Staubabscheidung, da der Staub im Verdichter nach außen strebt und dort zwischen den Seheiben in den Abgasstrom übertreten kann. Bei nicht zu starker Verstaubung i-st daher ein besonderer Staubabscheider nicht erforderlich.The inlet and outlet end of the exhaust gas turbocharger has guide wheels provided whose hub bodies support the fixed shaft, while on the outer diameter the guide wheels fastened the housing consisting essentially of a smooth tube is, on the end faces of the housing and connecting flanges for air and Exhaust gas are located. In general, for (las exhaust gas housing with connecting flanges required, while the air enters freely on one end face and on the the other connected to the connection flange for forwarding the compressed air will. It is most useful to have the idlers together with the bearings of the impellers to be braced by the shaft, as the thermal expansion of the individual disks do not add up and the axial play remains practically unchanged. If necessary the idlers are given a possibility of expansion in relation to the housing on the outside, since this has a much higher temperature than the shaft. At the exit of the Air can be installed for rod separation. In itself is done a dust separation by the device itself, since the dust in the compressor to the outside strives and there between the Seheiben can pass into the exhaust gas flow. When not A special dust collector is therefore not required if there is too much dust.

Der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel zu entnehmen, und zwar zeigt Abb. i a und i:b schematisch den Aufbau eines Abgas-Turboladers, Abb.2a und 2b Teillängsschnitte durch den Verdichter- und Turbinenlkreis, Abb. 3 einen Längsschnitt durch das Gerät, AU). 4, 5 und 6 verschiedene Schaufelbefestigungen.The drawing shows an exemplary embodiment, namely Fig. Ia and i: b schematically shows the structure of an exhaust gas turbocharger, Fig.2a and 2b partial longitudinal sections through the compressor and turbine circuit, Fig. 3 a longitudinal section through the device, A U ). 4, 5 and 6 different blade attachments.

Auf der feststehenden Welle i sind die Scheiben 2 getrennt gelagert. Die Scheiben 2 tragen die Verdichterschaufelkränze 3 und die Turbinenschaufelkränze 4, zwischen :denen die mit diesen fest verbundenen Ringe 5' und 5" angeordnet sind, die zu einem einzigen Ringkörper 5 auch vereinigt sein können. Die Scheiben 2 können gleichen Durchmesser aufweisen, wie als Abb. i a ersichtlich, sie können auch, wie .1b1. 11) zeigt, einen konischen Verlauf nehmen. Gemäß Abb. 2 besteht der Ringkörper aus einem einzigen Ring, der die Füße der Turbinenschaufeln 6 und die Spitzen der Verdichterschaufeln 7 aufnimmt. Die gegenseitige Abdichtung der Ringkörper erfolgt durch die spitzwinklige Ausbildung 8 einer Stirnseite des Ringkörpers, die in eine entsprechende Ausnehmung 9 der folgenden Scheibe eingreift. Der Abb. 2 a ist die Absaugung der Grenzschicht des Verdichterstromes und deren Heranziehung zur Kühlung des Turbinenfußes zu entnehmen. Herrscht im Abgasstrom ein größerer Druck als im Verdichterstrom, so wird durch die dreimalige Umlenkung des Abgasstromes, gemäß Abb.2b, das Übertreten des Gasstromes wesentlich verringert.The disks 2 are mounted separately on the stationary shaft i. The disks 2 carry the compressor blade rings 3 and the turbine blade rings 4, between which are arranged the rings 5 'and 5 "which are firmly connected to them and which can also be combined to form a single ring body 5. The disks 2 can have the same diameter as Fig. Ia can be seen, they can also have a conical shape, as .1b1. 11) shows The ring body is sealed by the acute-angled formation 8 of one end face of the ring body, which engages in a corresponding recess 9 in the following disk. Fig. 2a shows the suction of the boundary layer of the compressor flow and its use to cool the turbine foot If the pressure is higher than in the compressor flow, the three-fold deflection of the exhaust gas flow, as shown in Fig. 2 b, the crossing of the gas flow is significantly reduced.

Der Abb. 3 ist der Aufbau des Gerätes zu entnehmen. Durch die Leiträder io und ii wird die Welle i am Gehäuse 12 befestigt, das im wesentlichen aus dem glatten Rohr 13 besteht. An dieses schließen sich die Aufnahmegehäuse 14 und 15 für das Abgas an, die mit Anschlußflanscben 16 und 17 versehen sind. Der Zutritt der Frischluft erfolgt an der Stirnseite 18. Der Anschlußflansch zur Abführung der verdichteten Luft ist 2o.Fig. 3 shows the structure of the device. Through the idlers io and ii, the shaft i is attached to the housing 12, which consists essentially of the smooth tube 13 is made. The receiving housings 14 and 15 are connected to this for the exhaust gas, which are provided with connecting flanges 16 and 17. The entry the fresh air takes place at the front side 18. The connection flange for the discharge of the compressed air is 2o.

Nach Abb. 4 besteht der Ringkörper 5 aus den konzentrischen Ringen 5' und 5", aus denen dem Profil der Schaufeln 6 und 7 entsprechende Ausnehinungen ausgestanzt sind. Der Ring 5" ist außerdem mit Öffnungen i9 versehen, durch die Verdichterluft zur Kühlung der Hohlschaufeln 6 der Turbine treten kann. Dies kann sich infolge der großen Fliehkräfte, die durch die hohen Drehzahlen bedingt sind, mit denen ein Abgas-Turbolader arbeiten muß, nachteilig auswirken. Um diese Festigkeitsverluste zu vermeiden, kann das Profil in zwei Teilen ausgestanzt werden, wie aus Abb. 5 ersichtlich, und die Schaufeln mit entsprechenden Einschnitten versehen werden, so daß in der Mitte des Ringes 5' die Verbindung 5"' stehenbleibt. Den ,gleichen Zweck verfolgt ein, gemäß Abb.6, in die Hohlschaufel 6 eingesetztes Blech 6', das beim Hartlöten die Verbindung zum Teil wiederherstellt. Durch das Blech 6' werden im Innern der Hohlschaufeln Kanäle gebildet, die den Durchsatz der Kühlluft verringern und diese den Stellen der Hohlschaufeln zuführen, die eine besonders gute Kühlung benötigen.According to Fig. 4, the ring body 5 consists of the concentric rings 5 'and 5 ", from which the profile of the blades 6 and 7 corresponding recesses are punched out. The ring 5 "is also provided with openings i9 through which Compressor air for cooling the hollow blades 6 of the turbine can occur. This can due to the large centrifugal forces caused by the high speeds, with which an exhaust gas turbocharger must work, have a detrimental effect. About this loss of strength To avoid this, the profile can be punched out in two parts, as shown in Fig. 5 visible, and the blades are provided with appropriate incisions, so that the connection 5 '' 'remains in the middle of the ring 5' The purpose is pursued by a sheet metal 6 'inserted into the hollow blade 6 as shown in Fig partially restores the connection during brazing. Be through the sheet 6 ' Channels are formed in the interior of the hollow blades, which reduce the throughput of the cooling air and feed these to the points of the hollow blades that provide particularly good cooling require.

Die. Luftströmung wird durch die mit I bezeichneten Pfeile angedeutet, der Abgasstrom durch die mit 1I gekennzeichneten Pfeile.The. Air flow is indicated by the arrows marked I, the exhaust gas flow by the arrows marked 1I.

Der erfindungsgemäß vorgeschlagene Abgas-Turbolader ist nicht auf den bevorzugt genannten Verwendungszweck beschränkt. Insbesondere kann er auch für stehende Anlagen Verwendung finden.The exhaust gas turbocharger proposed according to the invention is not open restricted to the preferred intended use. In particular, it can also be used for standing systems are used.

Claims (1)

PATEN TANSPRÜ CIIE: i. Abgas-Turbolader fürBrennkraftmaschinen, insbesondere für Kraftfahrzeuge, der aus einer von den Abgasen beaufschlagten Turbine und einem von dieser angetriebenen Verdichter besteht, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere auf einer feststehenden Welle getrennt gelagerte Scheiben je einen axial dtirclisti-öniteti \'er<iicliter- und Turbinenkranz tragen, zwi- schen denen ein mit ihnen fest verbundener Ringkörper angeordnet ist. 2. Al>gas-Turbolader nach Anspruch i, da- durch gekennzeichnet, daß der innere Schaufel- kran7 der einzelnen Scheiben als Verdichter und der äußere Schaufelkranz als Turbine ausge- bildet sind. 3. .\li"as-"I'tirbolader nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Durch- striimung im Verdichterkranz entgegen der im Turbinenkranz erfolgt. ..1. Abgas-Turbolader nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Durch- :triiinung im Verdichter- und Turbinenkranz gleichsinnig erfolgt. 5. :@bgas-Turbolader nach den Ansprüchen i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß je zwei auf- einanderfolgende Scheiben gegenläufig ausge- bildet sind. 6. Abgas-Turbolader nach den Ansprüchen i bis .4, dadurch gekennzeichnet, daß bei gleich- sinnigem Umlauf der Scheiben zwischen ihnen oder zwischen zu Gruppen zusammengefaßten gegenläufigen Scheiben Leitgitter angeordnet sind. . .\ligas-Turbolader nach den Ansprüchen i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß alle Scheiben gleichen Durchmesser und gleiche Gestaltung aufweisen und sich nur in der Schaufelanstellung unterscheiden. B. .\l;gas-Turbolader nach den Ansprüchen i bis dadurch gekennzeichnet, daß alle Scheiben gleichen Durchmesser und gleiche Gestaltung aufweisen und die Profilstellung der Schaufeln spiegelbildlich ausgebildet ist. o. :11>gas-Turllolader nach den Ansprüchen i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Durch- inesser der Scheiben entsprechend der Volttm- änderung der geförderten Luft abnimmt, wobei die Schaufelstellung dein .günstigsten Wirkniigs- Ilrad entspricht. i o. =\l>gas-Ttirl>olader nach deal Ansprüchen i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß VerdIchter- tind Turbinenschaufeln gleiches Profil auf- Weisen. i i. .Xbgas-Turbolader nach den Ansprüchen t bis to, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ver- nreidung eines Druckausgleiches zwischen Luft- und Gasführung eine Stirnseite des Ringkörpers spitzwinklig, die Stirnseite der nächsten Scheibe eine dieser spitzwinkligen Form entsprechende \tisliehmung aufweist. 12. Abgas-Turbolader nach den Ansprüchen i bis io, dadurch gekennzeichnet, daß eine Stirn- seite mehrere Spitzen und die nächste Scheibe eutsprechen-de Ausnehmungen aufweisen. 13. Al>gas-Turbolader nach den Ansprüchen i bis io, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirn- seiten des Ringkörpers derart abgeschrägt sind, (laß sie finit denselben der folgendcil @cheiireil sich überdecken.
1-4. Abgas-Turbolader nach den Ansprüchen i bis 13, dadurch gekennzeichnet, (laß die Ab- inessungen der Spaltdichtung unter Berück- sichtigung der Mengenverluste des Strömungs- mittels und/oder der günstigsten Kühlwirkung gewählt werden. 15. Abgas-Turholader nach den :\tisprücheti i bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitzen der Erhebungen in Strömungsrichtung der Luft zeigen. 16. Abgas-Turlsolader nach den .-lnsprüchen t bis 13, dadurch gel<eni.zeiclinet. daß die Spitzen der Erhebungen geen Striimungsrichtung der Luft zeigen. 17. Abgas-Turbolader nach den Ansprüchen i bis 16, dadurch gekennzeiclitiet, daß in Strömungsrichtung der _@l>gase hiliter der letzten Turbinenstufe ein Difftisor ange- ordnet ist. 18. Abgas-Turbolader nach den Ansprüchen i bis 17, dadurch gekenilzciclinet, daß der zwi- schen Verdichter- und Turbinenschaufeln ange- ordnete Ringkörper atis zwei konzentrischen, miteinander verbundenen Ringen besteht, aus denen dem Schaufelprofil entsprechende Aus- nehmungen ausgestanzt sind, in die die Enden der Verdichterschatifelti und die Fußteile der Turbinenschaufeln eingeführt Lind mit den ent- sprechenden Ringen @-c)rztigsweise hart verlötet werden. ig. :lbgas-Turllolader nach den Ansprüchen i bis 18, dadurch gel<ennzeiclinet, daß das Fuß- ende der Verdichterschaufebi in denn Schaufel- profil angepaßte .@usnehmungen eines Ringes eingreift. der auf denn Scheibenutnfan,; lx- festigt ist. 20. Aligas-Turl>olacier nach den _1nprüchen i bis 17, dadurch gekennzeichnet, (laß der Ring- körper au: einem einzigen l@illg bestellt, in deal die Verdichter- und Turbinelischaufeln be- festigt sind. 21. :'11,gas-T ui-llolader nach den Ansllriichen i bis 2o, dadurch gelcennzeiclinet, (laß bei Ver- wendung hoher Abgasteinperattiren die Tur- binenschaufeln und die iin Abgasstrom liegenden Leitgitter als Ilolilscliatifelli ausgebildet sind und in die zugeordneten, mit dem Profil ent- sprechende Ausnehniungen versehenen Ringeis eingesetzt werden. wobei die Kühlluft aus dein Verdichterltiftstroin das Schaufelinnere durch- strömt. 22. Abgas-Turholader nach den i bis 21, dadurch gel;enizeicliiiet, daß zur Ver- meidung von Festigkeitsverlusten in deli Zwischenringen das Profil in zwei Teilen aus- gestanzt und die Schaufeln finit entsprechenden Einschnitten versebnen sind, so daß in der Mittee eine Verhindung des Ringes erhalten bleibt. 23. Abgas-Turbolader nach den Ansprüchen i bis 21, dadurch gekenlizeiclinet, daß zur Ver- ineidung von Festi,#keitsverhisten in (1°n Zwischeilringen in slic 1lolllschaufeln eilt- sprechen([ geformte Hlcche eiiilcsetzt @@-erden,
die mit dem Mantel der Hohlschaufeln in dem entsprechenden Ring befestigt werden, so daß der Kraftfluß im Ring zum Teil wiederhergestellt ist. 24. Abgas-Turbolader nach den Ansprüchen i bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß das ein-und austrittseitige Ende mit Leiträdern versehen ist, deren Nabenkörper die feststehende Welle tragen, während am äußeren Durchmesser das im wesentlichen aus einem glatten Rohr bestehende Gehäuse befestigt ist, an dessen Stirnseiten die Aufnahmegehäuse und Ansc'hlußflansche für Luft und Abgas sich befinden. 25. Abgas-Turbolader nach den Ansprüchen i bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß denn oder den austrittseiti,gen Leitgittern durch entsprechende Ausbildung des Gehäuses eine Dehnmöglichkeit gegenüber diesem gegeben wird. PATEN TANSPRÜ CIIE: i. Exhaust gas turbocharger for internal combustion engines, in particular for motor vehicles, which consists of a turbine acted upon by the exhaust gases and a compressor driven by this, characterized in that one or more are separated on a stationary shaft mounted disks each one axially dtirclisti-öniteti \ 'he <iicliter- and turbine wreath, between give them a firm bond with them Annular body is arranged. 2. Al> gas turbocharger according to claim i, there- characterized in that the inner blade kran7 of the individual disks as a compressor and the outer blade ring is designed as a turbine forms are. 3.. \ Li "as-"I'tirbo charger according to claims 1 and 2, characterized in that the through striimung in the compressor ring contrary to the im Turbine ring takes place. ..1. Exhaust gas turbocharger according to claims i and 2, characterized in that the through : Triiinung in the compressor and turbine ring takes place in the same direction. 5.: @ bgas turbocharger according to claims i up to 4, characterized in that two successive discs running in opposite directions forms are. 6. exhaust gas turbocharger according to claims i up to .4, characterized in that with the same sensible rotation of the discs between them or between grouped together counter-rotating discs arranged baffles are. . . \ ligas turbocharger according to claims i to 6, characterized in that all Discs of the same diameter and the same Design and only in the Distinguish blade pitch. B. \ l; gas turbocharger according to claims i until characterized in that all Discs of the same diameter and the same Have design and the profile position the blades is designed as a mirror image. o.: 11> gas turbo charger according to claims i to 6, characterized in that the through in the size of the discs according to the volttm change in the conveyed air decreases, with the blade position is your most favorable Ilrad corresponds. i o. = \ l>gas-Ttirl> olader after deal claims i up to 6, characterized in that compressor tind turbine blades with the same profile Point. i i. .Xbgas turbocharger according to claims t to to, characterized in that avoidance of a pressure equalization between air and gas guide an end face of the ring body acute-angled, the face of the next disc one that corresponds to this acute-angled shape \ tis paralysis. 12. Exhaust gas turbocharger according to claims i to io, characterized in that a forehead side several tips and the next slice have eutsprech-de recesses. 1 3. Al> gas turbocharger according to claims i to io, characterized in that the forehead sides of the ring body are bevelled in such a way that (let them be finite the same as the following @cheiireil overlap.
1-4. Exhaust gas turbocharger according to claims i up to 13, characterized by (let the measurements of the gap seal taking into account consideration of the volume losses of the flow by means of and / or the most favorable cooling effect to get voted. 15. Exhaust turbo charger according to: \ tisprücheti i to 13, characterized in that the tips of the elevations in the direction of flow of the Show air. 16. Exhaust turl charger according to the claims t up to 13, this means that it can be used. that the tips of the surveys in the direction of the Show air. 17. Exhaust gas turbocharger according to claims i up to 16, characterized in that in Direction of flow of the _ @ l> gases hiliter the a diffisor attached to the last turbine stage is arranged. 18. exhaust gas turbocharger according to claims i up to 17, thereby gekenilzciclinet that the two between compressor and turbine blades arranged ring body atis two concentric, interconnected rings consists of those corresponding to the blade profile recesses are punched into the ends the Verdichterschatifelti and the foot parts of the Turbine blades introduced and with the speaking rings @ -c) physically hard soldered will. ig. : LPG turbo charger according to claims i up to 18, as a result of the fact that the foot end of the compressor blade in the blade profile-adapted recesses of a ring intervenes. who on then Scheibenutnfan; lx- is consolidated. 20. Aligas-Turl> olacier according to the claims i up to 17, characterized in that (let the ring body au: a single l @ illg ordered, in deal the compressor and turbine blades are consolidated. 21.: '11, gas T ui-llader after the Ansllriichen i up to 2o, thus marked with a gel line, (leave high exhaust gas emissions, the tur- tine shovels and those lying in the exhaust gas flow Leitgitter are designed as Ilolilscliatifelli and in the assigned, created with the profile Talking extensions are provided with rings can be used. with the cooling air from your Compressor penstroin through the inside of the flows. 22. Exhaust turbo charger after the i up to 21, by virtue of the fact that it is avoidance of loss of strength in deli Separate the profile in two parts. punched and the blades finite corresponding Incisions are leveled so that in the middle the ring remains locked. 23. Exhaust gas turbocharger according to claims i up to 21, by virtue of the fact that inference from Festi, # keitsverhisten in (1 ° n Intermediate rings in slic 1lolll scoops. talk ([H shaped lcche eiiilcsetzt @@ - Earth,
which are fastened with the jacket of the hollow blades in the corresponding ring, so that the flow of force in the ring is partially restored. 24. Exhaust gas turbocharger according to claims i to 23, characterized in that the inlet and outlet end is provided with guide wheels, the hub bodies of which carry the fixed shaft, while the housing consisting essentially of a smooth tube is attached to the outer diameter, the housing and connection flanges for air and exhaust gas are located on its end faces. 25. Exhaust gas turbocharger according to claims i to 24, characterized in that because or the austrittseiti, gene guide grids by appropriate design of the housing is given an expansion possibility relative to this.
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