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CH714152B1 - Turbolader. - Google Patents

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CH714152B1
CH714152B1 CH00930/18A CH9302018A CH714152B1 CH 714152 B1 CH714152 B1 CH 714152B1 CH 00930/18 A CH00930/18 A CH 00930/18A CH 9302018 A CH9302018 A CH 9302018A CH 714152 B1 CH714152 B1 CH 714152B1
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CH00930/18A
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Bozek Lukas
Holik Petr
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Man Energy Solutions Se
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Abstract

Turbolader, mit einer Turbine zur Entspannung eines ersten Mediums, wobei die Turbine einen Turbinenrotor (5) und ein Turbinengehäuse aufweist, mit einem Verdichter zur Verdichtung eines zweiten Mediums unter Nutzung von in der Turbine bei Entspannung des ersten Mediums gewonnener Energie, wobei der Verdichter einen mit dem Turbinenrotor (5) über eine Welle gekoppelten Verdichterrotor und ein Verdichtergehäuse aufweist, mit einem Lagergehäuse (9), in welchem die den Turbinenrotor (5) und den Verdichterrotor koppelende Welle (8) gelagert ist, mit einem das Lagergehäuse (9) an einer der Turbine zugewandten Seite begrenzenden Lagergehäusedeckel (16), und mit einem die Turbine an einer dem Lagergehäuse (9) zugewandten Seite begrenzenden Turbinendeckel (17), welcher sich an den Lagergehäusedeckel (16) anschließt und welcher mit einem Abschnitt (17a) in eine Ausnehmung (16a) des Lagergehäusedeckels (16) hineinragt. An einem die Ausnehmung (16a) des Lagergehäusedeckels (16) außen begrenzenden Abschnitt (16b) des Lagergehäusedeckels (16), der sich außen an den in die Ausnehmung (16a) des Lagergehäusedeckels (16) hineinragenden Abschnitt (17a) des Turbinendeckels (17) anschließt, ist an einer dem Turbinenrotor (5) zugewandten Seite des Lagergehäusedeckels (16) eine Ölfanglippe (22) ausgebildet.

Description

[0001] Die Erfindung betrifft einen Turbolader.
[0002] Fig. 1 zeigt den grundsätzlichen, aus dem Stand der Technik bekannten, Aufbau eines Turboladers 1. Der Turbolader 1 verfügt über eine Turbine 2 zur Entspannung eines ersten Mediums, insbesondere zur Entspannung von Abgas einer Brennkraftmaschine. Ferner verfügt ein Turbolader 1 über einen Verdichter 3 zur Verdichtung eines zweiten Mediums, insbesondere von Ladeluft, und zwar unter Nutzung von in der Turbine 2 bei der Entspannung des ersten Mediums gewonnener Energie.
[0003] Die Turbine 2 verfügt über ein Turbinengehäuse 4 und einen Turbinenrotor 5. Der Verdichter 3 verfügt über ein Verdichtergehäuse 6 und einen Verdichterrotor 7. Der Verdichterrotor 7 ist mit dem Turbinenrotor 5 über eine Welle 8 gekoppelt, die in einem Lagergehäuse 9 gelagert ist, wobei das Lagergehäuse 9 zwischen dem Turbinengehäuse 4 und dem Verdichtergehäuse 5 positioniert und sowohl mit dem Turbinengehäuse 4 und dem Verdichtergehäuse 5 verbunden ist. Ferner zeigt Fig. 1 einen verdichterseitigen Schalldämpfer 10.
[0004] Das Turbinengehäuse 4 der Turbine 2 umfasst ein Zuströmgehäuse 11 und ein Abströmgehäuse 12. Über das Zuströmgehäuse 11 kann das im Bereich der Turbine 2 zu entspannende erste Medium dem Turbinenrotor 5 zugeführt werden. Über das Abströmgehäuse 12 strömt im Bereich des Turbinenrotors 5 entspanntes erstes Medium von der Turbine 2 weg.
[0005] Das Turbinengehäuse 4 umfasst neben dem Zuströmgehäuse 11 und dem Abströmgehäuse 12 ein Einsatzstück 13, wobei das Einsatzstück 13 insbesondere im Bereich des Zuströmgehäuses 11 verläuft, und zwar benachbart zum Turbinenrotor 5 radial außen angrenzend an Laufschaufeln 14 des Turbinenrotors 5.
[0006] Das Turbinengehäuse 4 umfasst weiterhin einen Düsenring 15. Der Düsenring 15 wird auch als Turbinenleitapparat bezeichnet.
[0007] Ferner zeigt Fig. 1 im Verbindungbereich von Zuströmgehäuse 11 und Lagergehäuse 9 einen Lagergehäusedeckel 16 und einen Turbinendeckel 17.
[0008] Fig. 2 und 3 zeigen weitere Details eines aus dem Stand der Technik bekannten Turboladers im Bereich des Lagergehäusedeckels 16 sowie des Turbinendeckels 17, wobei der Lagergehäusedeckel 16 das Lagergehäuse 9 und der Turbinendeckel 17 die Turbine 2 axial begrenzt, und wobei der Turbinendeckel 17 sich in Axialrichtung an den Lagergehäusedeckel 16 anschließt. Fig. 2 kann dabei entnommen werden, dass der Turbinendeckel 17 radial außen und oben mit einem Abschnitt 17a in eine Ausnehmung 16a des Lagergehäusedeckels 16 hineinragt, wobei sich radial außen an den Abschnitt 17a des Turbinendeckels 17 ein Abschnitt 16b des Lagergehäusedeckels 16 anschließt, welcher die Ausnehmung 16a des Lagergehäusedeckels 16 radial außen begrenzt.
[0009] Im Betrieb des Turboladers kann Öl aus dem Lagergehäuse 9 austreten, und zwar über einen zwischen dem Lagergehäusedeckel 16, nämlich dem Abschnitt 16b des Lagergehäusedeckels 16, und dem Lagergehäuse 9 ausgebildeten Dichtspalt 18. Dieser Dichtspalt 18 ist über ein Dichtelement 19 abgedichtet. Nichtsdestotrotz kann, wie dem Pfeil 20 der Fig. 2 entnommen werden kann, über diesen Dichtspalt 18 Öl aus dem Lagergehäuse 9 in Richtung auf die Turbine 2 austreten.
[0010] Bei aus dem Stand der Technik bekannten Turboladern strömt dieses Öl, das im Sinne des Pfeils 20 über den Dichtspalt 18 zwischen Lagergehäusedeckel 16 und Lagergehäuse 9 strömt, im Sinne der Pfeile 21 zunächst am Lagergehäusedeckel 16 entlang und gelangt anschließend in einen Spalt zwischen dem Lagergehäusedeckel 16 und Turbinendeckel 17, und strömt dann gemäß Fig. 3 über den Spalt zwischen dem Lagergehäusedeckel 16 und dem Turbinendeckel 17 nach unten und kann schließlich in die Umgebung gelangen. Dies ist von Nachteil.
[0011] Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen neuartigen Turbolader zu schaffen.
[0012] Diese Aufgabe wird durch einen Turbolader nach Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist an dem die Ausnehmung des Lagergehäusedeckels außen begrenzenden Abschnitt des Lagergehäusedeckels, der sich außen an den in die Ausnehmung des Lagergehäusedeckels hineinragenden Abschnitt des Turbinendeckels anschließt, an einer dem Turbinenrotor zugewandten Seite des Lagergehäusedeckels eine Ölfanglippe ausgebildet.
[0013] Die Ölfanglippe fängt Öl, welches über den Dichtspalt zwischen Lagergehäusedeckel und Lagergehäuse in Richtung auf die Turbine strömt, auf und verhindert, dass dasselbe in einen Spalt zwischen Lagergehäusedeckel und Turbinendeckel gelangen kann. Öl wird auf der dem Turbinenrotor zugewandten Seite des Turbinendeckels gehalten und in einen Turbinenströmungskanal geführt und dort verbrannt. Die Gefahr, dass Öl in die Umgebung des Turboladers gelangt, wird reduziert.
[0014] Vorzugsweise ist die Ölfanglippe durch einen Vorsprung und eine Nut ausgebildet, wobei der Vorsprung der Ölfanglippe einen geringeren Abstand von dem Turbinenrotor aufweist als die Nut der Ölfanglippe. Diese Ausgestaltung der Ölfanglippe ermöglicht ein besonders effektives Auffangen des Öls.
[0015] Vorzugsweise erstreckt sich der Vorsprung der Ölfanglippe ausgehend vom Abschnitt des Lagergehäusedeckels nach radial innen mit einer Schrägstellung gegenüber der Radialrichtung in Richtung auf den Turbinenrotor. Die Nut der ÖIfanglippe ist nach radial innen offen und dem in die Ausnehmung des Lagergehäusedeckel hineinragenden Abschnitt des Turbinendeckels zugewandt. Die ermöglicht ein besonders effektives Auffangen des Öls.
[0016] Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist an dem in die Ausnehmung des Lagergehäusedeckels hineinragenden Abschnitt des Turbinendeckels an der dem Turbinenrotor zugewandten Seite des Turbinendeckels eine Ölfangschräge ausgebildet. Die Ölfanglippe des Lagergehäusedeckels leitet Öl auf die Ölfangschräge des Turbinendeckels, wobei die Ölfangschräge des Turbinendeckels das Öl in einen Turbinenströmungskanal leitet. Die Ölfangschräge am Turbinendeckel unterstützt die Wirkung der Ölfanglippe. Auch die Ölfangschräge verhindert, dass Öl in den Spalt zwischen Lagergehäusedeckel und Turbinendeckel gelangt und so über diesen Spalt in die Umgebung entweichen kann. Öl wird auf der dem Turbinenrotor zugewandten Seite des Turbinendeckels gehalten, in einem Turbinenströmungskanal geführt und dort verbrannt.
[0017] Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt: Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Turbolader, Fig. 2 ein Detail eines Turboladers nach dem Stand der Technik, Fig. 3 ein weiteres Detail eines Turboladers nach dem Stand der Technik; Fig. 4 ein Detail eines erfindungsgemäßen Turboladers; und Fig. 5 ein weiteres Detail eines erfindungsgemäßen Turboladers.
[0018] Die hier vorliegende Erfindung betrifft einen Turbolader. Der grundsätzliche Aufbau eines Turboladers nach dem Stand der Technik sowie die Probleme solcher aus dem Stand der Technik bekannten Turbolader wurden bereits unter Bezugnahme auf Fig. 1, 2 und 3 beschrieben. Nachfolgend wird nur auf Details eines erfindungsgemäßen Turboladers eingegangen, nämlich unter Bezugnahme auf Fig. 4 und 5.
[0019] Fig. 4 und 5 zeigen Details eines erfindungsgemäßen Turboladers, und zwar Ausschnitte, die hinsichtlich ihrer Positionierung den Details der Fig. 2 und 3 entsprechen. So zeigt Fig. 4 insbesondere einen Lagergehäusedeckel 16 und einen Turbinendeckel 17, wobei der Lagergehäusedeckel 16 das Lagergehäuse 9 und der Turbinendeckel 17 die Turbine 2 axial begrenzt. Ein radial äußerer, oberer Abschnitt 17a des Turbinendeckels 17 ragt in eine Ausnehmung 16a des Lagergehäusedeckels 16 hinein, wobei diese Ausnehmung 16a radial außen von einem Abschnitt 16b des Lagergehäusedeckels 16 begrenzt ist, der den Dichtspalt 18 mit dem Lagergehäuse 9 ausbildet.
[0020] Beim erfindungsgemäßen Turbolader ist vorgesehen, dass an dem die Ausnehmung 16a des Lagergehäusedeckels 16 außen begrenzenden Abschnitt 16b des Lagergehäusedeckels 16, der sich außen an den in die Ausnehmung 16a hineinragenden Abschnitt 17b des Turbinendeckels 17 anschließt, eine Ölfanglippe 22 ausgebildet ist, und zwar an der dem Turbinenrotor 5 bzw. den Laufschaufeln 14 des Turbinenrotors 5 zugewandten Seite des Lagergehäusedeckels 16.
[0021] Diese Ölfanglippe 22 ist gemäß Fig. 4 durch einen Vorsprung 23 und eine Nut 24 ausgebildet, wobei der Vorsprung 23 einen geringeren Abstand 5 von den Laufschaufeln 14 des Turbinenrotors 5 aufweist als die Nut 24.
[0022] Der Vorsprung 23 der Ölfanglippe 22 erstreckt sich ausgehend von dem Abschnitt 16b des Lagergehäusedeckels 16 nach radial innen, und zwar mit einer Schrägstellung gegenüber der Radialrichtung in Richtung auf den Turbinenrotor 5. Die Nut 24 der Ölfanglippe 22 ist nach radial innen offen und dem Abschnitt 17a des Turbinendeckels 17, der in die Ausnehmung 16a des Lagergehäusedeckels 16 hineinragt, zugewandt ist.
[0023] Öl, welches durch den Dichtspalt 18 zwischen dem Lagergehäuse 9 und dem Lagergehäusedeckels 16 im Sinne des Pfeils 20 in Richtung auf den Turbinenrotor 5 strömt, gelangt auf die Ölfanglippe 22 und wird an derselben gefangen, und zwar sowohl im Bereich des Vorsprungs 23 als auch im Bereich der Nut 24. Hierdurch kann vermieden werden, dass das Öl in einen Spalt zwischen dem Lagergehäusedeckel 16 und dem Turbinendeckel 17 eindringt.
[0024] In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass an dem in die Ausnehmung 16a des Lagergehäusedeckels 16 hineinragenden Abschnitt 17a des Turbinendeckels 17 an der dem Turbinenrotor 5 bzw. den Laufschaufeln 14 desselben zugewandten Seite eine Ölfangschräge 25 ausgebildet ist, wobei die Ölfanglippe 24 Öl, welches an derselben gefangen wird, auf die Ölfangschräge 25 richtet bzw. leitet. Die Ölfangschräge 25 führt dann das Öl im Sinne der Pfeile 26 an der dem Turbinenrotor 5 zugewandten Seite des Turbinendeckels 17 entlang und leitet dasselbe in einen Turbinenströmungskanal 27 der Turbine bzw. des Zuströmgehäuses 11 des Turbinengehäuses 4 der Turbine 2. Hier wird das Öl verbrannt, sodass keine Gefahr besteht, dass dasselbe in die Umgebung entweicht.
[0025] Gemäß Fig. 4 überragt die Ölfanglippe 22 die Ölfangschräge 25 radial außen zumindest abschnittsweise, und zwar mit Abstand in Radialrichtung. Die Ölfangschräge 25 ist dabei derart abgeschrägt, dass in Axialrichtung gesehen eine äußere Spitze des Abschnitts 17a des Turbinendeckels 17 weder den Vorsprung 22, noch die Nut 24 der Ölfanglippe 22 verdeckt.
[0026] An der Ölfanglippe 22 gefangenes Öl kann ungehindert auf die Ölfangschräge 25 gelangen und von derselben im Sinne der Pfeile 26 in Richtung auf den Turbinenströmungskanal 27 geführt werden.
[0027] In Axialrichtung gesehen weist die radial äußere Spitze des Abschnitts 17a des Turbinendeckels 17 einen größeren Abstand vom Turbinenrotor 5 bzw. den Laufschaufeln 14 desselben auf als die Dichtlippe 22, nämlich als der Vorsprung 23 und die Nut 24 der Ölfanglippe 22.
[0028] Mit der Erfindung kann Öl, welches über den Dichtspalt 18 zwischen Lagergehäusedeckel 16 und Lagergehäuse 9 aus dem Lagergehäuse 9 entweicht, sicher in den Turbinenströmungskanal 27 des Zuströmgehäuses 11 des Turbinengehäuses 4 abgeführt und dort verbrannt werden. Die Gefahr, dass derartiges Öl über einen Spalt zwischen Lagergehäusedeckel 16 und Turbinendeckel 17 in die Umgebung gelangt, wird minimiert.
Bezugszeichenliste
[0029] 1 Turbolader 2 Turbine 3 Verdichter 4 Turbinengehäuse 5 Turbinenrotor 6 Verdichtergehäuse 7 Verdichterrotor 8 Welle 9 Lagergehäuse 10 Schalldämpfer 11 Zuströmgehäuse 12 Abströmgehäuse 13 Einsatzstück 14 Laufschaufel 15 Düsenring 16 Lagergehäusedeckel 16a Ausnehmung 16b Abschnitt 17 Turbinendeckel 17a Abschnitt 18 Dichtspalt 19 Dichtung 20 Öl 21 Öl 22 Ölfanglippe 23 Vorsprung 24 Nut 25 Ölfangschräge 26 Öl 27 Turbinenströmungskanal

Claims (8)

1. Turbolader (1), mit einer Turbine (2) zur Entspannung eines ersten Mediums, wobei die Turbine (2) einen Turbinenrotor (5) und ein Turbinengehäuse (4) aufweist, mit einem Verdichter (3) zur Verdichtung eines zweiten Mediums unter Nutzung von in der Turbine (2) bei Entspannung des ersten Mediums gewonnener Energie, wobei der Verdichter (3) einen mit dem Turbinenrotor (5) über eine Welle (8) gekoppelten Verdichterrotor (7) und ein Verdichtergehäuse (6) aufweist, mit einem Lagergehäuse (9), in welchem die den Turbinenrotor (5) und den Verdichterrotor (7) koppelnde Welle (8) gelagert ist, mit einem das Lagergehäuse (9) an einer der Turbine (2) zugewandten Seite begrenzenden Lagergehäusedeckel (16), mit einem die Turbine (2) an einer dem Lagergehäuse (9) zugewandten Seite begrenzenden Turbinendeckel (17), welcher sich an den Lagergehäusedeckel (16) anschließt und welcher mit einem Abschnitt (17a) in eine Ausnehmung (16a) des Lagergehäusedeckels (16) hineinragt, dadurch gekennzeichnet,dass an einem die Ausnehmung (16a) des Lagergehäusedeckels (16) außen begrenzenden Abschnitt (16b) des Lagergehäusedeckels (16), der sich außen an den in die Ausnehmung (16a) des Lagergehäusedeckels (16) hineinragenden Abschnitt (17a) des Turbinendeckels (17) anschließt, an einer dem Turbinenrotor (5) zugewandten Seite des Lagergehäusedeckels (16) eine Ölfanglippe (22) ausgebildet ist.
2. Turbolader nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet,dassdie Ölfanglippe (22) durch einen Vorsprung (23) und eine Nut (24) ausgebildet ist.
3. Turbolader nach Anspruch 2,dadurch gekennzeichnet,dassder Vorsprung (23) der Ölfanglippe (22) einen geringeren Abstand von dem Turbinenrotor (5) aufweist als die Nut (24) der Ölfanglippe (22).
4. Turbolader nach Anspruch 2 oder 3,dadurch gekennzeichnet,dassder Vorsprung (23) der Ölfanglippe (22) sich ausgehend vom Abschnitt (16b) des Lagergehäusedeckels (16) nach radial innen mit einer Schrägstellung gegenüber der Radialrichtung in Richtung auf den Turbinenrotor (5) erstreckt.
5. Turbolader nach einem der Ansprüche 2 bis 4,dadurch gekennzeichnet,dassdie Nut (24) der Ölfanglippe (22) nach radial innen offen und dem Abschnitt (17a) des Turbinendeckels (17) zugewandt ist.
6. Turbolader nach einem der Ansprüche 1 bis 5,dadurch gekennzeichnet,dassan dem in die Ausnehmung (16a) des Lagergehäusedeckels (16) hineinragenden Abschnitt (17a) des Turbinendeckels (17) an der dem Turbinenrotor (5) zugewandten Seite eine Ölfangschräge (25) ausgebildet ist.
7. Turbolader nach Anspruch 6,dadurch gekennzeichnet,dassdie Ölfanglippe (22) die Ölfangschräge (25) radial außen mit Abstand in Radialrichtung zwischen denselben überragt.
8. Turbolader nach Anspruch 6 oder 7,dadurch gekennzeichnet,dassdie Ölfanglippe (22) des Lagergehäusedeckels (16) und die Ölfangschräge (25) des Turbinendeckels (17) derart angeordnet und ausgestaltet sind, dass die Ölfanglippe (22) des Lagergehäusedeckels (16) Öl auf die Ölfangschräge (25) des Turbinendeckels (17) leitet, und dass die Ölfangschräge (25) des Turbinendeckels (17) das Öl in einen Turbinenströmungskanal (27) leitet.
CH00930/18A 2017-09-05 2018-07-26 Turbolader. CH714152B1 (de)

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CH714152A2 CH714152A2 (de) 2019-03-15
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