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GEBIET DER ERFINDUNG
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Ausführungsformen betreffen allgemein Turbolader und insbesondere Turbolader mit Lagergehäusen aus Aluminium.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Turbolader sind eine Art Zwangsbeatmungssystem. Sie führen dem Motoreinlass Luft mit einer größeren Dichte zu als es bei der Saug-Konfiguration möglich wäre, wodurch die Verbrennung von mehr Kraftstoff gestattet wird und somit die Leistung des Motors verstärkt wird, ohne das Gewicht des Motors wesentlich zu erhöhen. Durch Verwendung eines kleineren Motors mit Turbolader, der einen Saugmotor mit größeren physischen Abmessungen ersetzt, werden die Masse und die aerodynamische Stirnfläche des Fahrzeugs verkleinert.
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Allgemein auf die 1 und 2 Bezug nehmend, verwenden Turbolader (10) den Abgasstrom vom Motorauslasskrümmer zum Antrieb eines Turbinenrads (12), das im Turbinengehäuse (14) positioniert ist. Die vom Turbinenrad (12) gewonnene Energie wird in eine Drehbewegung umgewandelt, die dann ein Verdichterrad (16) antreibt, das in einem Verdichterdeckel (18) positioniert ist. Das Verdichterrad (16) saugt Luft in den Turbolader (10), komprimiert diese Luft und führt sie der Einlassseite des Motors zu. Die rotierende Anordnung besteht aus den folgenden Hauptkomponenten: dem Turbinenrad (12); dem Verdichterrad (16); einer Welle (20), auf der das Turbinenrad (12) und das Verdichterrad (16) angebracht sind; Zapfenlager; einem Schleuderring und Schubkomponenten. Die Welle (20) dreht sich auf einem Lagersystem, das mit Öl versorgt wird, welches in der Regel durch eine Motorölpumpe zugeführt wird. Das Lagersystem ist in einem Lagergehäuse (22) positioniert. In der Regel gibt es zwei Arten von Lagersystemen – Wälzlager(REB – rolling element bearing)-Systeme und hydrodynamische Zapfenlagersysteme.
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Ein typischer Turbolader (10) mit einem Wälzlagerelement(REB)-System (21) wird in 1 gezeigt. Die Lager liegen in Form einer Kartusche (30) vor, in der die Welle (20) am Innenring der Kartusche (30) positioniert ist, und der Außenring (26) der Kartusche (30) ist in einer Bohrung (36) im Lagergehäuse (22) positioniert. In der Regel wird der Außendurchmesser des Außenrings (24) durch einen Ölfilm zwischen dem Außendurchmesser des Außenrings (26) und dem Innendurchmesser der Bohrung (36) im Lagergehäuse (22) gedämpft. Die axiale Beschränkung für die Lagerkartusche (30) ist eine Anlagefläche im Lagergehäuse (22) an einem Ende und eine Klemme (28) am anderen Ende davon. Die Klemme (28) kann auch als eine Verdrehsicherung verwendet werden. Die Welle (20) ist in der Lagerkartusche (30) durch eine Anlagefläche am Turbinenende der Welle (20) positioniert, die wiederum an einer Anlagefläche am Turbinenende des Innenrings (24) anliegt.
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2 zeigt einen typischen Turbolader mit einem hydrodynamischen Zapfenlagersystem (23). Bei solch einer Konfiguration werden die Zapfenlager (32) und das Drucklager (34) einzeln in das Lagergehäuse (22) eingebaut. Sowohl der Außendurchmesser des Zapfenlagers (32) als auch der der Welle (22) (die im Innendurchmesser des Zapfenlagers (32) positioniert ist) werden durch einen Ölfilm gestützt. In der Regel ist die Zapfenlagerbohrung (37) auf einen sehr hohen Zylindrizitätsgrad und seine sehr hohe Oberflächenqualität endbearbeitet. Die axiale Beschränkung in einem typischen Zapfenlagerturbolader (10) wird durch ein Drucklager (34) bereitgestellt, das axial gegen eine Anlagefläche am Drucklagerende des Lagergehäuses (22) positioniert ist. Die axiale Wellenposition wird durch eine (durch das Drucklager axial gesteuerte) Druckscheibe eingestellt, die an einer Anlagefläche am Verdichterende des Zapfenlagerdurchmessers an der Welle (20) anliegt.
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Die meisten Turbolader werden über einen Turbinengehäusefuß (38) an einem Motor angebracht. In diesen Fällen werden durch das Lagergehäuse (22), den Verdichterdeckel (18) und die rotierende Anordnung (einschließlich der Rotationsträgheit) auf den Fuß (38) und somit den Motor ausgeübte Kräfte durch die das Turbinengehäuse (14) am Lagergehäuse (22) befestigende Verbindung übertragen, so dass die bestimmte Verbindungsgrenzfläche Verschleiß ausgesetzt ist. Die axiale Position des Turbinengehäuses (14) bezüglich des Lagergehäuses (22) wird durch eine dem Turbinengehäuse zugewandte Fläche (40) am Positionierflansch (42) des Lagergehäuses (22) mit der Stirnfläche einer komplementären Anlagefläche (44) am Turbinengehäuse (14) eingestellt. In einigen Fällen wird ein Flansch (42) an einem Turbinenhitzeschutz (46) zwischen der Turbinengehäuseanlagefläche (44) und der Fläche (40) eingeklemmt.
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Die Verbindung zwischen dem Turbinengehäuse (14) und dem Lagergehäuse (22) ist in der Regel eine von zwei Arten. Die erste Art von Verbindung ist eine Schrauben- und Klemmplatten-Verbindung, wie in den 1, 2 und 3 dargestellt. Bei solch einer Anordnung wird ein Flansch (42) an einem Teil (des Turbinengehäuses oder Lagergehäuses) an den Körper des komplementären Teils geklemmt, wobei die Klemmlast durch ein Gewindebefestigungselement (50) durch eine Klemmplatte (52) zugeführt wird.
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Die andere Art von Verbindung für die Grenzfläche zwischen Turbinengehäuse (12) und Lagergehäuse (22) ist ein V-Band, wie in 3 dargestellt. Bei dieser Art von Verbindung werden ein Flansch (42) des Lagergehäuses (22) und ein Flansch (64) des Turbinengehäuses (14) sowohl axial als auch radial durch die komplementäre Konizität am V-Band-Halter (56) und den von diesem zusammengezogenen Flanschen (42, 64) beschränkt. Das V-Band (56) weist in der Regel mehrere Haltersegmente (54) auf, die durch einen T-Bolzen und einen Tragzapfen um den Umfang zusammengedrückt werden. Das Zusammendrücken des T-Bolzens übt eine Zugspannung in einem Band aus, wobei die Enden von dem Band (56) von dem T-Bolzen zusammengezogen werden. Die durch das Band (56) auf die Haltersegmente (54) ausgeübte Kraft wird in eine gleichförmige Schließkraft umgewandelt, sowohl mit einer radial nach innen verlaufenden Komponente als auch mit einer axial zusammenziehenden Komponente. Die radiale Komponente zieht die V-Band-Flanschhaltersegmente (54) an den in den Flanschen (42, 64) hergestellten Konizitäten (58, 59) in den beiden zusammengeklemmten Komponenten (in diesem Fall dem Turbinengehäuse (14) und dem Lagergehäuse (22)) nach unten.
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Bei beiden Verbindungsarten zwischen dem Turbinengehäuse (14) und dem Lagergehäuse (22) ist die Grenzfläche einer Momentenkraft sowie Schwingungen und Temperaturdifferenzen ausgesetzt. Jeglicher Verschleiß in der Grenzfläche kann eine Fehlausrichtung zwischen den Elementen der rotierenden Anordnung (das heißt dem Turbinen- und Verdichterrad (12, 16)) und den Gehäusen (14, 22), in denen sie untergebracht sind, verursachen.
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In modernen Autoanwendungen wird die Masse des Fahrzeugs ein Hauptaspekt, was die Effizienz des Fahrzeugs anbetrifft. In einem Versuch, die Masse eines Turboladers zu reduzieren, wurde das frühere herkömmliche Lagergehäuse aus Grauguss gegen ein Lagergehäuse aus Aluminium ausgetauscht. Bei Abgastemperaturen im Bereich von 700°C bis 1050°C könnte das Turbinengehäuse nicht aus Aluminium gegossen werden. Dieser Materialwechsel erzeugte eine Reduzierung der Masse im Bereich von 55% bis 65% für das Lagergehäuse und eine potentielle Reduzierung des Moments um die Grenzfläche des Turbinengehäuses mit dem Lagergehäuse von ca. 33%. Dabei kann es zu erhöhtem Verschleiß an der Grenzfläche zwischen dem heißen Turbinengehäuse (14) und dem relativ kühlen Lagergehäuse (22) und auch an der Grenzfläche zwischen dem Lagergehäuse (22) und irgendeinem möglicherweise implementierten Lagersystem kommen, da Aluminium im Vergleich zu Grauguss relativ weich ist. Beispielsweise auf die in 3 gezeigte Grenzfläche zwischen dem Turbinengehäuse (14) und dem Lagergehäuse (22) Bezug nehmend, kann somit die Wechselwirkung der Innenflächen der Haltersegmente (54) mit den Konizitäten (58, 59) der Flansche (42, 64), insbesondere dem Lagergehäuseflansch (42) aus Aluminium, die Oberfläche des Flansches (42) beschädigen und einem anschließenden Anbringen des V-Bands (56) an dem Flansch abträglich sein.
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Somit besteht Bedarf für Systeme und Verfahren, die die Verwendung eines Aluminiumlagergehäuses in einem Turbolader gestatten können, während sie gleichzeitig eine geeignete Grenzfläche mit dem Turbinengehäuse und den Lager bereitstellen.
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KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Hierin beschriebene Ausführungsformen ermöglichen die Verwendung eines Aluminiumlagergehäuses durch Bereitstellung von Systemen und Verfahren zum Schutz der Grenzfläche zwischen dem Lagergehäuse und dem Turbinengehäuse und/oder zwischen dem Lagergehäuse und dem Lagersystem, wodurch Verschleiß und andere Probleme, die sich aus der Verwendung eines Aluminiumlagergehäuses ergeben könnten, vermieden werden, während gleichzeitig die Vorteile solch eines Lagergehäuses realisiert werden können. Systeme und Verfahren stellen eine Schutzfläche aus Stahl oder anderen geeigneten Materialien in der Grenzfläche bereit, um die Aluminiumflächen zu schützen, die sonst die Grenzfläche bilden würden. Geeignete Materialien haben eine höhere Wärmebeständigkeit und/oder eine höhere Verschleißbeständigkeit als das Aluminiumbasismaterial des Lagergehäuses.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die vorliegende Erfindung ist in den beigefügten Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszahlen ähnliche Teile bezeichnen, beispielhaft und nicht einschränkend dargestellt. In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine Querschnittsansicht einer typischen Turboladeranordnung mit Wälzlagern;
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2 eine Querschnittsansicht einer typischen Turboladeranordnung mit einem hydrodynamischen Lager;
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3 ein typisches V-Band-Klemmsystem für das Turbinengehäuse und das Lagergehäuse;
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4 eine erste Ausführungsform eines Schutzsystems für eine Grenzfläche zwischen einem Aluminiumlager und einem Turbinengehäuse und/oder einem Lagersystem;
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5 eine zweite Ausführungsform eines Schutzsystems für eine Grenzfläche zwischen einem Aluminiumlager und einem Turbinengehäuse; und
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6 eine dritte Ausführungsform eines Schutzsystems für eine Grenzfläche zwischen einem Aluminiumlager und einem Turbinengehäuse und/oder einem Lagersystem.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Hierin beschriebene Anordnungen betreffen einen Vorrichtungsturbolader mit einem Aluminiumlagergehäuse, das für eine verbesserte Grenzfläche mit dem Turbinengehäuse und/oder dem Lagersystem konfiguriert ist. Es werden hierin detaillierte Ausführungsformen offenbart, jedoch versteht sich, dass die offenbarten Ausführungsformen nur beispielhaft sein sollen. Deshalb sollen hierin offenbarte spezielle strukturelle und funktionale Details nicht als einschränkend interpretiert werden, sondern lediglich als eine repräsentative Basis für die Ansprüche und als eine repräsentative Basis dafür dienen, einen Fachmann zu lehren, wie die vorliegenden Aspekte in praktisch jeder geeignet detaillierten Struktur einzusetzen sind. Des Weiteren sollen die hierin verwendeten Begriffe und Formulierungen nicht einschränkend sein, sondern eher eine verständliche Beschreibung möglicher Implementierungen bereitstellen. In den 4–6 werden Anordnungen gezeigt, aber die Ausführungsformen sind nicht auf die dargestellte Struktur oder Anwendung beschränkt.
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Auf 4 Bezug nehmend, werden Beispiele für Schutzsysteme für eine Grenzfläche zwischen einem Aluminiumlagergehäuse (22) und einem Turbinengehäuse (14) und/oder einem (nicht gezeigten) Lagersystem gezeigt. Das Lagergehäuse (22) kann aus irgendeiner geeigneten Aluminiumart hergestellt sein.
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Ein Schutzelement (70) kann zwischen mindestens einem Teil des Aluminiumlagergehäuses, wie zum Beispiel dem Flansch (42), der das Turbinengehäuse (14) berührt, wirkpositioniert sein. Das Schutzelement (70) kann aus irgendeinem geeigneten Material hergestellt sein. Zum Beispiel kann das Schutzelement (70) aus einem Material hergestellt sein, das eine höhere Wärmebeständigkeit und/oder eine höhere Verschleißbeständigkeit als das Aluminium des Lagergehäuses (22) hat. Zum Beispiel kann das Schutzelement (70) aus Gusseisen, Titan oder irgendeiner geeigneten Stahlart hergestellt sein. Das Schutzelement (70) kann aus einem Material hergestellt sein, das härter ist als das Aluminiumlagergehäuse (22). Das Schutzelement (70) kann potenziellen Verschleißproblemen zwischen dem Turbinengehäuse (14) und dem relativ weichen Aluminiumlagergehäuse (22) entgegenwirken. Das Schutzelement (70) kann auch Schutz für das Aluminiumlagergehäuse (22) gegenüber der Hitze des Turbinengehäuses (14) gewähren.
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Das Schutzelement (70) kann irgendeine geeignete Gestalt aufweisen. Bei einer Ausführungsform kann das Schutzelement (70) wie eine Kappe mit einem allgemein U-förmigen Querschnitt konfiguriert sein, wie in 4 gezeigt. In solch einem Fall kann das Schutzelement (70) mindestens einen Teil des Lagergehäuses (22), wie zum Beispiel den Flansch (42), bedecken. In solch einem Fall kann das Schutzelement (70) eine allgemein zylindrische radial schützende Fläche (72) und eine oder mehrere axial schützende Flächen (74, 76) enthalten. Bei der in 4 gezeigten Anordnung sind zwei axial schützende Flächen (74, 76) vorgesehen, jedoch sind Ausführungsformen nicht auf das Vorsehen von zwei axial schützenden Flächen beschränkt. Das Paar axial schützender Flächen (74, 76) kann allgemein quer zu der allgemein zylindrischen radial schützenden Fläche (72) verlaufen. Bei einer Ausführungsform kann das Paar axial schützender Flächen (74, 76) im Wesentlichen in einem Winkel von 90 Grad zu der allgemein zylindrischen radial schützenden Fläche (72) verlaufen. Natürlich können sich die Flächen (72, 74, 76) in Abhängigkeit von der Konfiguration des Lagergehäuses (22) und/oder anderer Komponenten an der Grenzfläche in irgendeinem beliebigen bezüglich einander erstrecken.
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Die Flächen (72, 74, 76) können zusammen als eine eine Einheit bildende Struktur gebildet sein, oder mindestens eine der Flächen (72, 74, 76) kann durch ein getrenntes Teil definiert und mit dem (den) anderen flächendefinierenden Teil(en) verbunden sein. Das Schutzelement (70) kann eine ringförmige Struktur sein. Das Schutzelement (70) kann als ein einziges Teil oder als mehrere Umfangsringsegmente, das heißt in einer Richtung um die Achse (98) der Bohrung (100) im Aluminiumlagergehäuse (22) herum, hergestellt sein. Es versteht sich wieder, dass die obige Beschreibung des Schutzelements (70) lediglich als Beispiel angeführt ist und das Ausführungsformen nicht auf diese Konfiguration beschränkt sind. In einigen Fällen kann das Schutzelement (70) durch Aufbringen (zum Beispiel Spritzen) eines geeigneten Metalls auf mindestens einen Teil des Aluminiumflansches (42), der reduzierte Abmessungen haben könnte, um der Dicke des Schutzelements (70) Rechnung zu tragen, gebildet sein. Als Alternative dazu kann das Schutzelement (70) auf mindestens einen Teil des Flansches (42) des Lagergehäuses (22) in Position gegossen sein. In mindestens einigen Beispielen kann das Schutzelement (70) auf irgendeine geeignete Weise, darunter zum Beispiel durch Befestigungselemente, Klebstoffe und/oder mechanischen Eingriff, um nur ein paar Möglichkeiten zu nennen, an dem Lagergehäuse (22) befestigt sein.
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Als Alternative oder zusätzlich zu dem Schutzelement (70) kann das System dazu konfiguriert sein, Verschleiß einer Bohrung (100) in dem Aluminiumlagergehäuse (22) durch Bereitstellung einer Schutzhülse (78) darin auf ein Minimum zu reduzieren. Somit kann die Hülse (78) zwischen der Bohrung (100) und jeglichem (nicht gezeigten) Lagersystem wirkpositioniert sein. Die Hülse (78) kann aus irgendeinem geeigneten Material hergestellt sein. Zum Beispiel kann die Hülse (78) aus einem Material hergestellt sein, das eine höhere Wärmebeständigkeit und/oder eine höhere Verschleißbeständigkeit als das Aluminium des Lagergehäuses (22) hat. Zum Beispiel kann die Hülse (78) aus Gusseisen, Titan oder irgendeiner geeigneten Stahlart hergestellt sein. Die Hülse (78) kann aus einem Material hergestellt sein, das eine größere Härte als das Aluminiumbasismetall des Lagergehäuses (22) hat. Die Hülse (78) kann ein Turbinenende (80) und ein Verdichterende (82) aufweisen. Die Hülse (78) kann hohl sein und irgendeine geeignete Querschnittsgröße und/oder -form aufweisen. Die Hülse (78) kann eine Wand mit irgendeiner geeigneten Dicke aufweisen.
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Die Hülse (78) kann auf irgendeine geeignete Weise in der Bohrung (100) vorgesehen sein. Zum Beispiel kann die Hülse (78) in der Bohrung (100) in Position gegossen sein. Als Alternative dazu kann die Hülse (78) in der Bohrung (100) eingesetzt und zum Beispiel durch Presspassung, Übermaßpassung, Befestigungselemente, Klebstoffe und/oder mechanischen Eingriff, um nur ein paar Möglichkeiten zu nennen, befestigt sein. Die Hülse (78) kann durch Aufbringen (zum Beispiel Spritzen) eines geeigneten Metalls auf mindestens einen Teil der Bohrung (100), der vergrößerte Abmessungen haben kann, gebildet sein.
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Die Hülse (78) kann als eine einzige Komponente ausgebildet sein, oder sie kann durch mehrere Hülsensegmente, die auf irgendeine geeignete Weise zusammengefügt sind, gebildet sein. Die Hülse (78) kann Aufnahmen für andere Komponenten enthalten. Zum Beispiel kann die Hülse (78) Durchgänge (84) zur Strömungsverbindung der Zapfenlagerölzufuhrkanäle (86) mit den Ölzufuhrleitungen (87) enthalten. Ferner kann die Hülse (78) dazu konfiguriert sein, verbrauchtes Öl aus dem Lagersystem zu lassen, wie zum Beispiel durch in der Hülse (78) ausgebildete Schlitze (88). Auf ähnliche Weise muss das Turbinenende (80) der Hülse (78) einer Stufenbohrung (90) und dem Austritt von von dem Turbinenendenschleuderring der Welle (20) (siehe 2) weggeschleudertem Öl Rechnung tragen. Das Turbinenende (80) der Hülse (78) würde Teil der Haupthülse sein, könnte aber auch eine getrennte Komponente sein.
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Auf 5 Berg nehmend, wird ein anderes Beispiel für ein Schutzsystem für eine Grenzfläche zwischen dem Aluminiumlagergehäuse (22) und dem Turbinengehäuse (14) für eine V-Band-Klemmung gezeigt. Solch eine Anordnung kann einer durch die Innenfläche des Haltersegments (54) auf der konischen Außenfläche (92) des Aluminiumflansches (42) verursachten Beschädigung entgegenwirken. Ein Schutzelement (94) kann dazu vorgesehen sein, eine Schutzfläche auf mindestens einem Teil des Aluminiumflansches (42) zu bilden. Die bei dieser Konfiguration durch das Schutzelement (94) bereitgestellte konische Außenfläche (96) kann mit der Innenfläche des Halters (54) in direktem Kontakt stehen, wodurch Verschleiß und Beschädigung des Aluminiumflansches auf ein Minimum reduziert werden und somit Behinderungen des für die V-Band-Konfiguration erforderlichen ordnungsgemäßen Gleitmechanismus vermieden werden. Das Schutzelement (94) kann aus irgendeinem geeigneten Material hergestellt sein. Zum Beispiel kann das Schutzelement (94) aus einem Material hergestellt sein, das eine höhere Wärmebeständigkeit und/oder eine höhere Verschleißbeständigkeit als das Aluminium des Lagergehäuses (22) hat. Zum Beispiel kann das Schutzelement (94) aus Gusseisen, Titan oder irgendeiner geeigneten Stahlart hergestellt sein. Das Schutzelement (94) kann aus einem Material hergestellt sein, das härter ist als das Aluminiumlagergehäuse (22).
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Das Schutzelement (94) kann irgendeine geeignete Gestalt aufweisen. Bei einer Ausführungsform kann das Schutzelement (94) wie eine Kappe für den Flansch (42) in einer V-Band-Konfiguration konfiguriert sein. Das Schutzelement (94) kann einen allgemein V-förmigen Querschnitt aufweisen, wie in 5 gezeigt. Das Schutzelement (94) kann eine erste und eine zweite Innenfläche (102, 104) aufweisen. Die erste und die zweite Innenfläche (102, 104) können bezüglich einander abgewinkelt sein. Bei der in 5 gezeigten Ausführungsform ist zwischen der ersten und der zweiten Innenfläche (102, 104) ein spitzer Winkel gebildet. Die erste und die zweite Innenfläche (102, 104) können durch eine dritte Innenfläche (106) verbunden sein. Das Schutzelement (94) kann dazu konfiguriert sein, mindestens einen Teil des Flansches (42) zu bedecken. Das Schutzelement (94) kann irgendeine geeignete Dicke aufweisen.
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Das Schutzelement (94) kann auf irgendeine geeignete Weise ausgebildet sein. Zum Beispiel kann das Schutzelement (94) als eine auf dem Aluminiumflansch (42) platzierte getrennte Komponente gebildet sein. Die durch das Schutzelement (94) bereitgestellten Schutzflächen können eine einteilige Ausführung aufweisen oder aus mehreren Teilen hergestellt sein. Das Schutzelement (94) kann eine ringförmige Struktur sein. Es kann als ein einziges Teil oder als mehrere Umfangsringsegmente, das heißt in einer Richtung um die Achse (98) der Bohrung (100) im Aluminiumlagergehäuse (22) herum, hergestellt sein. Es versteht sich wieder, dass die obige Beschreibung des Schutzelements (94) lediglich als Beispiel angeführt ist und das Ausführungsformen nicht auf diese Konfiguration beschränkt sind. In einigen Fällen kann das Schutzelement (94) durch Aufbringen (zum Beispiel Spritzen) eines geeigneten Metalls auf mindestens einen Teil des Aluminiumflansches (42), der reduzierte Abmessungen haben könnte, um der Dicke des Schutzelements (94) Rechnung zu tragen, gebildet sein. Als Alternative dazu kann das Schutzelement (94) auf mindestens einen Teil des Flansches (42) des Lagergehäuses (22) in Position gegossen sein. In mindestens einigen Beispielen kann das Schutzelement (94) auf irgendeine geeignete Weise, darunter zum Beispiel durch Befestigungselemente, Klebstoffe und/oder mechanischen Eingriff, um nur ein paar Möglichkeiten zu nennen, an dem Lagergehäuse (22) befestigt sein.
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Auf 6 Bezug nehmend, werden zusätzliche Beispiele für Schutzsysteme für eine Grenzfläche zwischen einem Aluminiumlagergehäuse (22) und einem Turbinengehäuse (14) und/oder einem (nicht gezeigten) Lagersystem gezeigt. Hier kann der Turbinenhitzeschild (46') von der typischen Ausführung modifiziert sein, so dass sowohl axial in Richtung des Verdichterdeckels als auch radial ein Schutzpuffer für die Grenzfläche zwischen dem Aluminiumlagergehäuse und dem Turbinengehäuse (14) bereitgestellt wird. Bei dieser Anordnung gibt es möglicherweise keine feste Schutzabdeckung auf dem Lagergehäuse (22), aber die dem Turbinenende zugewandte axiale Passfläche (112) des Lagergehäuseflansches (42) (mit der komplementären Anlagefläche (44) im Turbinengehäuse (14)) kann durch eine verlängerte, in Axialrichtung weisende Fläche (114) des Turbinenhitzeschilds (46') geschützt werden.
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Die Oberfläche der radialen Passfläche (116) des Lagergehäuseflansches (42) (mit dem komplementären Führungsdurchmesser im Turbinengehäuse (14)) kann durch den Verlängerungsteil (110) durch einen weiteren verlängerten in Radialrichtung weisenden Flansch (118) des Turbinenhitzeschilds (46'), der von der verlängerten in Axialrichtung weisenden Fläche (114) des Turbinenhitzeschilds (46') ausgeht, geschützt werden. Der Hitzeschild (46') kann auf irgendeine geeignete Weise ausgebildet sein.
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Des Weiteren kann die zum Verdichter weisende Seite (120) des Flansches (42) durch eine der Klemmplatten (52) geschützt werden, die eine große Oberfläche aufweisen können, oder durch Teile eines segmentierten Rings zum Verteilen der Klemmlast von der Mutter (54) und der Klemmplatte (52) zur Minimierung von Verschleiß auf der Aluminiumflanschfläche.
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Als Alternative oder zusätzlich zu dem Hitzeschild (46') kann das Schutzsystem eine Hülse (78) aufweisen. Die obige Besprechung der Hülse (78) in Zusammenhang mit 6 gilt hier gleichermaßen.
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Der Hitzeschild (46') kann aus irgendeinem geeigneten Material hergestellt sein. Zum Beispiel kann der Hitzeschild (46') aus einem Material hergestellt sein, das eine höhere Wärmebeständigkeit und/oder eine höhere Verschleißbeständigkeit als das Aluminium des Lagergehäuses (22) hat. Zum Beispiel kann der Hitzeschild (46') aus Gusseisen, Titan oder irgendeiner geeigneten Stahlart hergestellt sein.
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Es versteht sich, dass Ausführungsformen hierin zahlreiche Vorteile bieten können. Zum Beispiel können durch Bereitstellung der hierin beschriebenen Schutzgrenzflächen verschiedene Bereiche eines Aluminiumlagergehäuses (22) vor Verschleiß geschützt werden. Somit kann das Aluminiumlagergehäuse (22) in einem Turbolader verwendet werden, wodurch eine Reduzierung der Masse und eine zugehörige Reduzierung des auf die Grenzfläche zwischen dem Turbinengehäuse und dem Lagergehäuse getragenen Moments gestattet wird.
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Die Begriffe ”ein/eine”, wie sie hier verwendet werden, sind als ein/eine oder mehr als ein/eine definiert. Der Begriff ”mehrere”, wie er hier verwendet wird, ist als zwei oder mehr als zwei definiert. Die Begriffe ”anderes”, wie er hier verwendet wird, ist als mindestens ein zweites oder mehr definiert. Die Begriffe ”enthalten” und/oder ”aufweisen”, wie sie hier verwendet werden, sind als umfassen (das heißt als offene Formulierung) definiert.
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Hierin beschriebene Aspekte können in anderen Formen und Kombinationen ausgestaltet werden, ohne von dem Wesen oder wesentlichen Merkmalen davon abzuweichen. Somit liegt auf der Hand, dass Ausführungsformen nicht auf die hierin beschriebenen speziellen Details beschränkt sind, die rein beispielhaft angeführt werden, und dass verschiedene Modifikationen und Änderungen innerhalb des Schutzumfangs der folgenden Ansprüche möglich sind.
