Turbolader

Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen Turbolader gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Ein derartiger Turbolader ist aus der WO 2004/048 755A bekannt.

Ein weiterer Turbolader ist aus der EP 1 398 463 Al bekannt. Bei diesem Turbolader ist um dessen Welle herum auf der Turbinenseite ein Hitzeschild vorgesehen, der dazu dient, das Lagergehäuse vor Beschädigungen durch überhöhte Temperaturen aufgrund der durch die Turbine strömenden Abgase des Verbrennungsmotors zu schützen. Der bekannte Hitzeschild besteht aus einem einlagigen Bauteil, dessen Wärmedämmeigenschaften jedoch verbesserungsbedürftig sind.

In der EP 0 160 460 Bl ist eine weitere Anordnung dargestellt, wobei hier eine Scheibenfeder zum Einsatz kommt, die eine axiale Vorspannkraft auf den axial zu fixierenden Schaufellagerring ausübt. Die Funktion der Wärmedämmung ist aufgrund der Turbinenradferne an dieser Stelle nicht gefordert.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Turbolader der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art zu schaffen, der zum einen mittels Scheibenfeder eine axiale Fixierung der Kartusche der variablen Turbinengeometrie in Tur- binenradnähe gewährleistet und zum anderen eine verbesserte Wärmedämmung in Richtung des Lagergehäuses ermöglicht.

Die Losung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1.

Erfindungsgemäß ist die Scheibenfeder im Verbund mit einem Isolator ausgeführt. Dieser Isolator bewirkt zum einen eine geringere Bauteiltemperatur der Tellerfeder und somit eine höhere Anpresskraft, zum anderen einen geringeren Wärmeeintrag in die benachbarten Bauteile (Lagergehäuse) . Der Verbund aus Wärmeschutzlage, Isolator und Scheibenfederlage kann entweder Stoff- oder formschlüssig erfolgen, oder es können die Einzelteile bei der Turbolader-Montage einzeln montiert werden. Der Isolator kann so gestaltet werden, dass er die heißen Kartuschenteile gegenüber dem Lagergehäuse abschirmt.

Die Scheibenfeder des erfindungsgemäßen Turboladers ist aus zumindest zwei, gegebenenfalls jedoch mehreren Materiallagen ausgebildet und beinhaltet sowohl die Funktion der Vorspann- krafterzeugung als auch die weitere Verbesserung der Abschirmfunktion durch Erhöhung des Wärmewiderstandes. Dadurch ist es möglich, die Funktion, insbesondere auch bei erhöhten Abgastemperaturen, sicherzustellen.

Zusätzlich kann u. U. vorteilhafterweise auf eine Flüssigkeitskühlung des Lagergehäuses verzichtet werden.

Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.

In Anspruch 11 ist eine Scheibenfeder für einen erfindungsgemäßen Turbolader als selbständig handelbares Objekt definiert.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung anhand der Zeichnung. Darin zeigt:

Fig. 1 einen Teil eines erfindungsgemäßen Turboladers mit einer erfindungsgemäßen Scheibenfeder,

Fig. 2 eine Schnittdarstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Scheibenfeder.

In Fig. 1 ist ein Teilbereich eines erfindungsgemäßen Turboladers 1 dargestellt, da diese Darstellung für die Erläuterung der erfindungsgemäßen Prinzipien ausreichend ist. Natürlich weist der Turbolader 1 sämtliche üblicherweise vorgesehenen Konstruktionselemente auf, die, wie gesagt, in Fig. 1 jedoch zur Vereinfachung der Darstellung weggelassen sind.

Somit ist in Fig. 1 ein Turbinengehäuse 2 einer Turbine dargestellt, das benachbart zu einem Lagergehäuse 3 angeordnet ist. Dieses Lagergehäuse 3 ist zwischen dem Turbinengehäuse 2 und einem Verdichtergehäuse (nicht dargestellt) eines ebenfalls nicht gezeichneten Verdichterrades angeordnet. Das Lagergehäuse 3 weist die Lagerung für eine Welle auf, die in Fig. 1 durch das Bezugszeichen W symbolisiert ist, da Fig. 1 nur den oberen Teilbereich des erfindungsgemäßen Turboladers 1 wiedergibt.

Die Welle W trägt die Turbine und das Verdichterrad und ist über eine geeignete Lageranordnung im Lagergehäuse 3 gelagert.

Zwischen dem Lagergehäuse 3 und einer Kartusche K, die von einer VTG Scheibe 12 mit axialem Anschlag 14 und einem Schaufellagerring 15 gebildet wird und die in dem Turbinengehäuse 2

axial verschieblich angeordnet ist, ist eine erfindungsgemäße Scheibenfeder 4 eingespannt, die mehrlagig ausgebildet ist. Im Beispielsfalle sind hier zwei Materiallagen 5 und 6 vorgesehen, die nachfolgend anhand der Fig. 2 näher erläutert werden.

Fig. 1 verdeutlicht die Anordnung der Scheibenfeder 4 zwischen dem Turbinengehäuse 2 und dem Lagergehäuse 3, wobei die Materiallage 5 einen radial inneren Anlagebereich 10 und einen radial äußeren Anlagebereich 11' aufweist, der parallel zu einem Anlagebereich 11 der Materiallage 6 ausgerichtet ist. Ein Isolator 17 ist mit einem Klemmbereich 18 zwischen die Materiallagen 5 und 6 bzw. deren Anlagebereiche 11 und 11 ^' eingeklemmt. Der radial äußere Rand des Isolators 17 ist um ca. 90° abgewinkelt und bildet dadurch einen Abstützbereich 19, der den Isolator 17 radial an der Kartusche K abstützt. Dadurch wird die von der Kartusche K ausgehende Wärme gegenüber dem Lagergehäuse 3 wirksam isoliert.

In Fig. 2 ist die erfindungsgemäße Scheibenfeder 4 in ihrer Gesamtheit dargestellt. Die beiden Materiallagen 5 und 6 sind bei dieser Ausführungsform separate Teile, die sandwichartig unter Einschluss des Klemmbereichs 18 des Isolators 17 aufeinander liegen. Fig. 2 verdeutlicht, dass die Materiallage 5 eine Mittelausnehmung 9 aufweist, die koaxial zu einer Mit- telausnehmung 8 der Materiallage 6 angeordnet ist und einen größeren Durchmesser hat. Zwischen den Materiallagen 5 und 6 ist ein Luftspalt 7 vorgesehen, der die Wärmedämmeigenschaften weiter verbessert. Ferner zeigt Fig. 2, dass die Materiallage 5 einen Hauptteil 20 benachbart zur Mittelausnehmung 9 aufweist, der in einem stumpfen Winkel zum Anlagebereich 11' angeordnet ist. Auch die Materiallage β weist einen Hauptteil 21 benachbart zur Mittelausnehmung 8 auf, der über einen abgewinkelten Zwischenbereich 22 mit dem Auflagebereich einstückig verbunden ist.

Zusätzlich zur schriftlichen Beschreibung und zur Ergänzung der Offenbarung wird explizit auf die zeichnerische Darstellung der Erfindung in den Figuren 1 und 2 Bezug genommen.

Bezugszeichenliste

1 Turbolader/Abgasturbolader

2 ϊurbinengehäuse

3 Lagergehäuse

4 Scheibenfeder

5, 6 Materiallagen (5: Scheibenfederlage (Tellerfeder) für

Vorspannung;

6: Wärmeschützläge (Hitzeschild) für Lage 5

7 Luftspalt

8, 9 Mittelausnehmungen

10, 11, 11' Anlagebereiche

12 VTG Scheibe

13

14 Axialer Anschlag

15 Schaufellagerring

16 Zentrierung der Kartusche K am Turbinengehäuse 2

17 Isolator

18 Klemmbereich

19 Abstützbereich

20 Hauptteil von 5 abgewinkelt zu 11'

21 Hauptteil von 6 über abgewinkelten Zwischenbereich 22 mit 11 verbunden

22 Zwischenbereich W Welle

K Kartusche der variablen Turbinengeometrie (VTG)