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Die Erfindung betrifft eine Turbine, insbesondere eines Abgasturboladers, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, mit einem in einem Gehäuse drehbar gelagerten Turbinenrotor, dem mindestens ein einen radialen Einlasskanal für ein den Turbinenrotor antreibendes Medium bildender Leitapparat zugeordnet ist, wobei der Leitapparat einen mehrere den Turbinenrotor radial umgebende, in dem Einlasskanal liegende Leitschaufeln aufweisenden Leitschaufellagerring sowie einen Leitschaufeldeckring aufweist, und wobei der Einlasskanal durch den Leitschaufellagerring und den Leitschaufeldeckring axial begrenzt ist und der Leitschaufeldeckring mit einer dem Einlasskanal abgewandten Stirnseite an einem Stützbereich des Gehäuses anliegt.
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Ferner betrifft die Erfindung einen Abgasturbolader, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Verdichter und einer Turbine, die mechanisch miteinander wirkverbunden sind.
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Stand der Technik
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Turbinen der eingangs genannten Art sind bekannt. Insbesondere im Kraftfahrzeugbau werden häufig Abgasturbolader verwendet, die zur Leistungs- und Drehmomentsteigerung einer Brennkraftmaschine dienen. Die Turbine beziehungsweise der Turbinenrotor eines derartigen Abgasturboladers wird dabei durch einen Abgasstrom der Brennkraftmaschine angetrieben und treibt einen Verdichter an, welcher seinerseits angesaugte Frischluft verdichtet und in Zylinder der Brennkraftmaschine treibt. Durch das Verdichten der Frischluft wird der in die Zylinder der Brennkraftmaschine eingebrachte Frischluftanteil erhöht und dadurch die Leistungs- beziehungsweise Drehmomentsteigerung erreicht. Da die Turbine von dem Abgas der Brennkraftmaschine angetrieben wird, sind keine weiteren Aggregate zum Erhöhen des Füllvolumens der Zylinder vonnöten.
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Mittlerweile sind auch Turbinen mit so genannter variabler Turbinengeometrie (VTG) bekannt. Eine derartige Turbine mit variabler Turbinengeometrie lehnt sich an die Wirkungsweise der Francis-Turbine an und dient dazu, die Leistungsabgabe und das Ansprechverhalten an unterschiedlichen Betriebspunkten besser beziehungsweise optimal einstellen/anpassen zu können. Um das zu erreichen, befinden sich verstellbare Leitschaufeln in dem Einlasskanal der Turbine. Bekannt ist es hierbei, die verstellbaren Leitschaufeln an einem Leitschaufellagerring derart anzuordnen, dass sie den Turbinenrotor radial umgeben beziehungsweise umrahmen. Meistens sind die Leitschaufeln gleichmäßig beziehungsweise gleichwinklig verteilt über den Umfang des Turbinenrotors und beabstandet zu dem Turbinenrotor an dem Leitschaufellagerring angeordnet. In manchen Fällen werden die Leitschaufeln zusätzlich an dem Leitschaufeldeckring gelagert, wobei letzterer dann ebenfalls als Leitschaufellagerring ausgebildet ist. Der Anstellwinkel der Leitschaufeln wird beispielsweise derart eingestellt, dass bei einem geringen Durchsatz des den Turbinenrotor antreibenden Mediums, wie zum Beispiel das Abgas der Brennkraftmaschine, und bei gleichzeitigem hohen Leistungsbedarf der Durchströmungsquerschnitt in dem Einlasskanal reduziert wird, sodass das Medium beschleunigt auf die Turbinenschaufeln geleitet wird, wodurch die Drehzahl der Turbine und somit die Leistung des Verdichters erhöht wird. Umgekehrt kann bei einem hohen Durchsatz des Mediums und einem geringen Leistungsbedarf durch einen großen Durchströmungsquerschnitt die Strömungsgeschwindigkeit des Mediums verringert werden, wodurch die Leistung der Turbine, und damit die des Abgasturboladers, verringert/vermindert wird. Um den Einströmungsquerschnitt beziehungsweise den Durchströmungsquerschnitt des Einlasskanals genau einstellen zu können, wird der Einlasskanal, in dem sich die Leitschaufeln befinden, axial durch den Leitschaufellagerring, an dem die Leitschaufeln angeordnet sind, und einen axial zu dem Leitschaufellagerring beabstandeten Leitschaufeldeckring begrenzt. Wobei der axiale Abstand des Leitschaufellagerrings zu dem Leitschaufeldeckring im Wesentlichen der Axial-Erstreckung der Leitschaufeln entspricht. Die Verwendung des Leitschaufeldeckrings hat den Vorteil, dass nur der Leitschaufeldeckring aus einem höherwertigen Material, welches den hohen Temperaturen des Abgases standhält, gefertigt werden muss, wohingegen das übrige Gehäuse der Turbine aus einem weniger hochwertigen Material hergestellt werden kann. Darüber hinaus trennt der Leitschaufeldeckring den Leitapparat vom Gehäuse der Turbine, wobei Verformungen und Spannungen des Gehäuses nicht auf den Leitapparat übertragen werden. Mit seiner dem Einlasskanal abgewandten Stirnseite liegt der Leitschaufeldeckring üblicherweise an einem Stützbereich des Turbinengehäuses an. Der Stützbereich dient zum Halten und zum Abdichten des Leitapparats, sodass das Medium nicht an dem Leitapparat vorbeiströmt. Eine derartige Turbine ist beispielsweise aus der
US 2004/0081567 A1 bekannt.
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Eine gattungsgemäße Turbine ist aus der
US 2006/0062663 A1 bekannt und zeichnet sich dadurch aus, dass das Gehäuse im Stützbereich eine zu dem Leitschaufeldeckring randoffene, von dem Medium durchströmbare Aussparung aufweist. Bei der bekannten Turbine ist die Aussparung stromaufwärts der Leitschaufeln einströmbar und als vollständig umlaufender Hinterschnitt ausgestaltet.
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Offenbarung der Erfindung
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Gehäuse im Stützbereich zumindest eine zu dem Leitschaufeldeckring randoffene, von dem Medium durchströmbare Aussparung aufweist. Der an dem Leitschaufeldeckring anliegende Stützbereich des Turbinengehäuses ist also derart gestaltet, dass er zumindest eine Aussparung aufweist, die von dem den Turbinenrotor antreibenden Medium durchströmbar ist. Hierzu steht die Aussparung zweckmäßigerweise in strömungstechnischer Kommunikation mit dem durch den Einlasskanal strömenden Medium, sodass dieses sowohl durch den Einlasskanal als auch durch die Aussparung strömt. Die Aussparung ist dabei randoffen zu dem Leitschaufeldeckring ausgebildet, sodass das durch die Aussparung oder das in die Aussparung strömende Medium in direktem Kontakt zu dem Leitschaufeldeckring steht beziehungsweise an der zu dem Einlasskanal abgewandten Stirnseite des Leitschaufeldeckrings entlang strömen kann. Die Aussparung hat den Zweck, einen Temperaturausgleich an dem Leitschaufeldeckring zu erzielen. Das häufig mit hohen Temperaturen einströmende Medium, insbesondere das einströmende Abgas der Brennkraftmaschine, führt bei einer konventionellen Turbine mit variabler Turbinengeometrie dazu, dass der Leitschaufeldeckring nur an der dem Einlasskanal zugewandten Stirnseite mit einer hohen Temperatur beaufschlagt wird. Dies hat zur Folge, dass der Leitschaufeldeckring ungleichmäßig, nämlich im Wesentlichen nur einseitig, erhitzt wird, was zu hohen Spannungen und zu Deformationen des Leitschaufeldeckrings führt. Derartige Deformationen werden üblicherweise bei der Konstruktion der Turbine dadurch mitberücksichtigt, dass ein entsprechendes Spiel zwischen der dem Einlasskanal zugewandten Stirnseite des Leitschaufeldeckrings und den Leitschaufeln vorgesehen ist. Je höher die erwarteten Deformationen des Leitschaufeldeckrings ausfallen, desto größer muss dieses Spiel gewählt werden. Ein großes Spiel beziehungsweise ein entsprechend großer Spalt zwischen dem Leitschaufeldeckring und den Leitschaufeln führt jedoch dazu, dass sich der Einströmungsquerschnitt der Turbine nicht mehr genau einstellen lässt beziehungsweise in Abhängigkeit von der Deformation des Leitschaufeldeckrings variiert. Je nach Temperaturgradient kann sich das Leitschaufelspiel vergrößern beziehungsweise verkleinern, in letzterem Fall kann das Spiel der Leitschaufeln zu klein werden und zum Klemmen der Leitschaufeln führen. Hierdurch verschlechtert sich der Wirkungsgrad der Turbine. Durch die erfindungsgemäße, in dem Stützbereich ausgebildete, zu dem Leitschaufeldeckring randoffene und von dem Medium durchströmbare Aussparung wird nunmehr erreicht, dass der Leitschaufeldeckring auch an der von dem Einlasskanal abgewandten Stirnseite mit der im Einlasskanal vorherrschenden Temperatur beaufschlagt wird. Hierdurch wird die Deformation des Leitschaufeldeckrings im Betrieb verringert, sodass insbesondere das Spiel zwischen dem Leitschaufeldeckring und den Leitschaufeln kleiner gewählt werden kann, wodurch der thermodynamische Wirkungsgrad der Turbine verbessert wird. Je nach Anordnung und/oder Größe der Aussparung kann hierbei gezielt der Leitschaufeldeckring mit dem Medium beziehungsweise der Temperatur des Mediums beaufschlagt werden. Die Dicht- und Haltefunktion des Stützbereichs bleibt dabei natürlich erhalten.
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Nach einer ersten erfindungsgemäßen Lösung ist die Aussparung stromabwärts der Leitschaufeln einströmbar.
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Vorteilhafterweise ist die Aussparung stromaufwärts der Leitschaufeln einströmbar. Insbesondere bei einem eingestellten kleinen Durchströmungsquerschnitt des Einlasskanals, durch den entsprechenden Anstellwinkel der Leitschaufeln, wird hierbei das anströmende Medium in die Aussparung hinein gefördert. Zweckmäßigerweise ist die Aussparung derart ausgebildet, dass nur ein kleiner Teil des den Turbinenrotor antreibenden Mediums in die Aussparung gelangt, sodass der wesentliche, energiehaltige Bestandteil des Mediums dem Turbinenrotor zugeführt wird. Durch das Einströmen in die Aussparung stromaufwärts der Leitschaufeln wird also trotz des vorteilhafterweise kleinen Anteils des einströmenden Mediums ein ausreichender Temperaturausgleich gewährleistet.
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Alternativ oder zusätzlich ist die Aussparung vorteilhafterweise stromabwärts der Leitschaufeln einströmbar. Ebenso ist es vorstellbar, mehrere Aussparungen vorzusehen. Wobei wählbar entweder alle Aussparungen stromaufwärts oder alle Aussparungen stromabwärts der Leitschaufeln einströmbar sind, oder mindestens eine Aussparung stromaufwärts und mindestens eine andere Aussparung stromabwärts der Leitschaufeln einströmbar ist. Dabei können die Aussparungen entweder im Wesentlichen auf dem gleichen Radius des zweckmäßigerweise im Wesentlichen kreisringförmig ausgebildeten Stützbereichs angeordnet beziehungsweise ausgebildet sein, oder die Aussparungen sind auf zwei unterschiedlichen Radien des Stützbereichs angeordnet, sodass auch zwei Aussparungen radial hintereinander ausgebildet sein können. Wobei die auf dem äußeren Radius gelegene Aussparung zweckmäßigerweise stromaufwärts der Leitschaufeln und die auf dem inneren Radius liegende Aussparung zweckmäßigerweise stromabwärts der Leitschaufeln einströmbar ist.
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Nach einer zweiten erfindungsgemäßen Lösung sind in dem Stützbereich mehrere Aussparungen gleichwinklig über den Stützbereich verteilt ausgebildet. Mit anderen Worten sind die Aussparungen gleichmäßig über den Stützbereich verteilt angeordnet, wobei die Aussparungen jeweils den gleichen Winkelabstand zueinander aufweisen. Hierbei wird eine besonders gleichmäßige Beaufschlagung des Leitschaufeldeckrings mit dem Medium und somit ein besonders gleichmäßiger Temperaturausgleich des Leitschaufeldeckrings erreicht. Die Bereiche des Stützbereichs, die keine Aussparung aufweisen, können weiterhin zum Stützen und Befestigen des Leitschaufeldeckrings an dem Turbinengehäuse verwendet werden. Zweckmäßigerweise sind die Aussparungen derart ausgebildet, dass das Medium nicht (seitlich) an den Leitschaufeln beziehungsweise an dem Leitapparat vorbeiströmt. Die Aussparungen bilden/ermöglichen also keinen Bypass beziehungsweise Leckagepfad.
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Bevorzugt ist die Aussparung, beziehungsweise sind die mehreren Aussparungen als Hinterschnitt ausgebildet. Das bedeutet, dass die Aussparung direkt mit dem Einlasskanal kommuniziert und beispielsweise lediglich als eine Vertiefung in dem Stützbereich des Turbinengehäuses ausgebildet ist, die sich über den Innen- und/oder Außen-Radius des Leitschaufeldeckrings hinaus erstreckt, sodass das Medium an dem Leitschaufeldeckring vorbei in die Aussparung beziehungsweise in den Hinterschnitt einströmen kann. Alternativ zu der Ausbildung als Hinterschnitt können eine oder mehrere Strömungskanäle vorgesehen sein, die mit der Aussparung und dem Einlasskanal strömungstechnisch in Verbindung stehen. Wobei sich hierbei der Einlasskanal nicht auf den Bereich zwischen dem Leitschaufellagerring und dem Leitschaufeldeckring beschränkt, sondern auch den Bereich stromaufwärts und stromabwärts der Leitschaufeln, des Leitschaufellagerrings und/oder des Leitschaufeldeckrings einschließt.
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Vorteilhafterweise erstreckt sich die Aussparung oder der Hinterschnitt konzentrisch über den gesamten Stützbereich des Turbinengehäuses. Das bedeutet, dass die Aussparung kreisringartig ausgebildet und konzentrisch zu dem Turbinenrotor, der Drehachse des Turbinenrotors und/oder zu der Rotationsachse des Leitschaufellagerrings und/oder des Leitschaufeldeckrings angeordnet ist, wobei sich vorteilhafterweise eine kreisringförmige Öffnung ergibt, durch die das Medium aus dem Einlasskanal in die Aussparung beziehungsweise in den Hinterschnitt einströmen kann, wobei die Öffnung zweckmäßigerweise Teil der Aussparung/des Hinterschnitts ist. Hierdurch wird der Leitschaufeldeckring vollumfänglich mit dem Medium beidseitig beaufschlagt. Hierbei ist es auch denkbar, dass mehrere Aussparungen, die sich konzentrisch über den gesamten Stützbereich hinweg erstrecken, wie oben bereits beschrieben, vorgesehen sind, die radial zueinander beabstandet angeordnet beziehungsweise in dem Stützbereich ausgebildet sind. Die äußerste und die innerste dieser Aussparungen - radial gesehen - sind nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung jeweils als Hinterschnitt, wie oben beschrieben, ausgebildet.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist die Aussparung als Temperaturausgleichskanal ausgebildet. Der Temperaturausgleichskanal zeichnet sich dadurch aus, dass das Medium gezielt durch ihn hindurchströmt beziehungsweise durch ihn hindurch geleitet wird, wobei der Temperaturausgleichskanal mindestens einen Einlass und mindestens einen Auslass aufweist, sodass die Strömungsrichtung des Mediums durch den Temperaturausgleichskanal definiert ist. Dabei können Einlass und Auslass des Temperaturausgleichskanals stromaufwärts und/oder stromabwärts der Leitschaufeln angeordnet sein. So ist es beispielsweise denkbar, sowohl den Einlass als auch den Auslass des Temperaturausgleichskanals stromaufwärts der Leitschaufeln vorzusehen, sodass der Wirkungsgrad der Turbine dadurch erhöht wird, dass das gesamte Medium durch den Einlasskanal geleitet wird.
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Vorteilhafterweise bildet der Temperaturausgleichskanal einen Umfangskanal. Hierbei sind weniger die Anordnungen des Einlasses und des Auslasses in Bezug auf die Leitschaufeln von Bedeutung, sondern die Anordnung in Bezug auf einen Umfangswinkel des kreisringförmigen Stützbereichs. Durch die Ausbildung als Umfangskanal wird das Medium in erster Linie entlang eines Radius am Leitschaufeldeckring entlang geleitet. Dabei kann sich der Umfangskanal über einen Kreisringabschnitt oder über den gesamten Umfang/Kreisring des Stützbereichs des Turbinengehäuses an der Stirnseite des Leitschaufeldeckrings entlang erstrecken.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist zwischen dem Leitschaufeldeckring und dem Turbinengehäuse mindestens ein Dichtelement angeordnet. Dieses verhindert, dass das in die Aussparung einströmende Medium ohne Arbeit an dem Turbinenrotor zu verrichten (bypassartig) entweicht.
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Weiterhin ist vorgesehen, dass die Aussparung als Resonator ausgebildet ist. Durch eine entsprechende Formgebung der als Resonator ausgebildeten Aussparung können gasdynamische Effekte für die Strömung in dem Leitapparat, der Turbine und im Turbinenrotor eingestellt werden.
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Weiterhin ist vorgesehen, dass an dem Leitschaufeldeckring und/oder an dem Leitschaufellagerring mindestens ein den Einlasskanal axial sichernder Abstandshalter angeordnet ist. Der Abstandshalter sichert also eine Mindestbreite des Einlasskanals in seiner Axialerstreckung, mit anderen Worten einen Mindestabstand des Leitschaufeldeckrings zu dem Leitschaufellagerring, sodass beispielsweise eine hohe Reibung zwischen den Leitschaufeln und dem Leitschaufeldeckring und/oder dem Leitschaufellagerring verhindert wird.
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Weiterhin ist vorgesehen, dass dem Leitschaufellagerring ein Verstellring zum Verstellen der Leitschaufeln zugeordnet ist. Durch Verdrehen des Verstellringes können hierbei alle Leitschaufeln gleichzeitig in ihrem Anstellwinkel verstellt beziehungsweise eingestellt werden.
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Der erfindungsgemäße Abgasturbolader zeichnet sich durch eine Turbine aus, die wie oben beschrieben ausgebildet ist. Der Abgasturbolader kann dabei sowohl für Ottomotoren als auch für Dieselmotoren verwendet werden. Durch die vorteilhafte Ausbildung der Turbine wird eine verbesserte Thermodynamik des Abgasturboladers erreicht. Darüber hinaus wird die Lebensdauer der Turbine beziehungsweise des Abgasturboladers erhöht, da nunmehr aufgrund der verringerten Deformationen und Spannungen insbesondere eine Reibung zwischen den Leitschaufeln und dem Leitschaufeldeckring, die zu schneller Korrosion, Erosion und/oder zu schnellem Verschleiß der verwendeten Materialien führen kann, verhindert wird. Die erfindungsgemäße Aussparung kann auf einfache Art und Weise in den Stützbereich des Gehäuses eingebracht werden. Insbesondere eine als Hinterschnitt ausgebildete Aussparung kann auf einfache Art und Weise, beispielsweise durch Fräsen und/oder Drehen, in den Stützbereich des Gehäuses eingearbeitet werden.
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Figurenliste
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Im Folgenden soll die Erfindung anhand einiger Figuren näher erläutert werden. Dazu zeigen
- 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Turbine mit einer vorteilhaften Aussparung in einer schematischen Schnittdarstellung und
- 2 ein zweites Ausführungsbeispiel der Turbine in einer schematischen Schnittdarstellung.
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Ausführungsformen der Erfindung
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Die 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Turbine 1 eines Abgasturboladers in einer schematischen Schnittdarstellung. Die Turbine weist einen um eine Drehachse 2 drehbaren/rotierbaren Turbinenrotor 3 auf, der von einem Medium - hier das Abgas einer Brennkraftmaschine - antreibbar ist. Wobei in der 1 die Turbine 1 lediglich oberhalb der Drehachse 2 dargestellt ist. Der Turbinenrotor 3 ist dabei auf einer Welle 4 angeordnet, auf der ebenfalls ein Verdichterrotor, der hier nicht dargestellt ist, des Abgasturboladers angeordnet ist. Die Turbine 1 weist weiterhin ein Gehäuse 5 auf, in welchem der Turbinenrotor 3 drehbar gelagert ist. Wobei auf die Lagerung des Turbinenrotors 3 beziehungsweise der Welle 4 hier nicht näher eingegangen werden soll. Weiterhin weist die Turbine 1 einen Leitapparat 6 auf, der strömungstechnisch vor dem Turbinenrotor 3 angeordnet ist. Der Leitapparat 6 dient dazu, die Leistungsabgabe und das Ansprechverhalten des Abgasturboladers an unterschiedliche Betriebsbedingungen anzupassen. Dazu weist der Leitapparat 6 einen Leitschaufellagerring 7 auf, der koaxial zu der Drehachse 2 des Turbinenrotors 3 angeordnet ist. An dem Leitschaufellagerring 7 sind über den Umfang des Turbinenrotors 3 gleichmäßig verteilt mehrere verstellbare Leitschaufeln 8 angeordnet, von denen in der 1 aus Gründen der Übersichtlichkeit nur eine dargestellt ist. Natürlich ist auch eine ungleichmäßige Verteilung der Leitschaufeln denkbar. Die Leitschaufeln 8 umgeben/umrahmen also radial den Turbinenrotor 3 beziehungsweise einen wesentlichen Teil des Turbinenrotors 3. Sie sind zweckmäßigerweise radial beabstandet zu dem Turbinenrotor 3 angeordnet. Weiterhin weist der Leitapparat 6 einen Leitschaufeldeckring 9 auf, der axial beabstandet zu dem Leitschaufellagerring 7 angeordnet ist, wobei der Abstand im Wesentlichen der Breite der Leitschaufeln 8 entspricht. Zweckmäßigerweise ist der Abstand wenig größer als die Breite beziehungsweise die Axialerstreckung der Leitschaufeln. Die Differenz des Abstands zu der Breite der Leitschaufeln definiert das sogenannte Leitschaufelspiel. Zum Sichern eines Mindestabstands zwischen dem Leitschaufellagerring 7 und dem Leitschaufeldeckring 9 sind vorteilhafterweise Abstandshalter 24 vorgesehen, die gleichmäßig oder ungleichmäßig verteilt an dem Leitschaufellagerring 7 und/oder dem Leitschaufeldeckring 9 angeordnet sind. Wobei die Abstandshalter 24 separat oder einstückig mit dem Leitschaufellagerring 7 beziehungsweise dem Leitschaufeldeckring 9 ausgebildet sind. Die Turbine weist einen radialen Einlasskanal 10 für das den Turbinenrotor 3 antreibende Medium (Abgas der Brennkraftmaschine) auf, der axial durch den Leitschaufellagerring 7 und den Leitschaufeldeckring 9 begrenzt ist. Der Einlasskanal 10 erstreckt sich, wie bei radialen Einlasskanälen von Turbinen üblich, über den gesamten Umfang der Turbine 1. Zum Einstellen eines Einströmungsquerschnitts des Einlasskanals 10 können die Leitschaufeln 8 in ihrem Anstellwinkel entsprechend eingestellt werden. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weisen die Leitschaufeln 8 dazu einen Hebelarm 12 auf, der sich durch den Leitschaufellagerring 7 hindurch erstreckt. Der Hebelarm 12 kann beispielsweise mittels eines Verstellrings betätigt werden, der koaxial zu dem Leitschaufellagerring 7 angeordnet und mit den Hebelarmen 12 wirkverbunden ist. Der - hier nicht dargestellte - Verstellring ist dabei auf der dem Einlasskanal 10 abgewandten Seite des Leitschaufellagerrings 7 angeordnet.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Gehäuse 5 zweiteilig ausgebildet, wobei ein Teil als ein Turbinengehäuse 11 und der andere Teil als ein Lagergehäuse 13 ausgebildet ist, wobei sich das Lagergehäuse 13 axial an das Turbinengehäuse 11 anschließt. Der Leitapparat 6 ist hierbei im Wesentlichen zwischen dem Lagergehäuse 13 und dem Turbinengehäuse 11 angeordnet. Zwischen dem Leitschaufellagerring 7 beziehungsweise dem Leitapparat 6 und dem Lagergehäuse 13 ist dabei eine Dichtung 14 vorgesehen, die alternativ oder zusätzlich auch als ein Hitzeschild, eine Feder oder Ähnliches ausgebildet sein kann.
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Das Turbinengehäuse 11 weist einen im Wesentlichen kreisringförmigen, im wesentlich senkrecht zur Drehachse 2 ausgerichteten Stützbereich 15 auf, an den der Leitschaufeldeckring 9 mit seiner dem Einlasskanal 10 abgewandten Stirnseite 16 anliegt. Das Turbinengehäuse 11 weist im Stützbereich eine Aussparung 17 auf, die randoffen zu dem Leitschaufeldeckring 9 hin ausgebildet und von dem Medium durchströmbar ist. Die Aussparung 17 ist hierbei als ein Hinterschnitt 18 ausgebildet, der sich konzentrisch zu der Drehachse 2 über den gesamten Stützbereich 15 erstreckt, wobei der Hinterschnitt im Wesentlichen nutartig ausgebildet ist. Der Hinterschnitt 18 ist also kreisringförmig in dem Stützbereich 15 des Turbinengehäuses 11 ausgebildet, wobei sein Innenradius größer ist als der Innenradius des Leitschaufeldeckrings 9, sodass der Leitschaufeldeckring 9 und der Stützbereich 15 eine Kontaktfläche/Stützfläche entsprechend der Radiendifferenz der genannten Innenradien bilden, und wobei der Außenradius des Hinterschnitts 18 größer als der Außenradius des Leitschaufeldeckrings 9 ist, sodass sich der Hinterschnitt über den Außenradius des Leitschaufeldeckrings 9 hinaus erstreckt und das Medium in den Hinterschnitt 18 beziehungsweise die Aussparung 17 einströmen kann. Pfeile 19 kennzeichnen hierbei den üblichen Strömungsweg des Mediums. Dieser verläuft durch den Einlasskanal 10 im Wesentlichen radial zu dem Turbinenrotor 3 und von da aus axial aus der Turbine 1 beziehungsweise dem Turbinengehäuse 11 heraus. Die Turbine 1 weist somit einen radialen Einlasskanal 10 und einen axialen, zentralen Ausgangskanal auf. Durch die vorteilhafte Ausbildung als Hinterschnitt 18 kann nunmehr das Medium auch entlang eines Pfeils 20 von dem eigentlichen Strömungsweg (Pfeil 19) abweichen und in die Aussparung 17 einströmen.
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Durch die vorteilhafte Aussparung 17 beziehungsweise den Hinterschnitt 18 wird der Leitschaufeldeckring 9 nicht nur von seiner den Leitschaufeln 8 zugewandten Stirnseite, sondern auch an seiner von dem Einlasskanal 10 abgewandten Stirnseite 16 von dem Medium umströmt. Dies hat den Vorteil, dass, wenn das Medium hohe Temperaturen aufweist, der Leitschaufeldeckring 9 an beiden Stirnseiten mit dem Medium in Kontakt steht und dadurch mit der Temperatur des Mediums beidseitig beaufschlagt wird. Dadurch werden Deformationen, die aufgrund von einer einseitigen Temperaturbeaufschlagung des Leitschaufeldeckrings - wie im Stand der Technik - entstehen würden, verhindert oder zumindest vermindert. Dies führt dazu, dass ein (axiales) Spiel, welches naturgemäß zwischen den Leitschaufeln 8, dem Leitschaufeldeckring 9 und/oder dem Leitschaufellagerring 7 eingestellt werden muss, damit die Leitschaufeln 8 bewegt werden können und keine zu hohe Reibung zwischen den Leitschaufeln und dem Leitschaufeldeckring 9 und dem Leitschaufellagerring 7 entsteht, kleiner ausgelegt werden kann. Dadurch wird der thermodynamische Wirkungsgrad der Turbine 1 verbessert. Darüber hinaus gestaltet sich die Montage beziehungsweise Befestigung des Leitapparats 6 beziehungsweise des Leitschaufeldeckrings 9 einfacher, da sich letzterer nicht mehr aufgrund einer unausgewogenen Temperaturbelastung verformt. Durch die verminderten Deformationen sowie durch die damit einhergehenden verringerten Spannungen in dem Leitschaufeldeckring 9 und die verringerten Reibwerte erhöht sich die Lebensdauer der Turbine 1 beziehungsweise die des Abgasturboladers. Durch die verringerten Reibwerte wird insbesondere eine Korrosion, Erosion und/oder Verschleiß des Leitschaufeldeckrings 9, der Leitschaufeln 8 und/oder des Leitschaufellagerrings 7 im Kontaktbereich verhindert.
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Durch die Ausbildung der Aussparung 17 als Hinterschnitt 18 strömt das Medium in die Aussparung 17 durch die gleiche Öffnung ein und aus. Um zu verhindern, dass das Medium aus der Aussparung 17 an den Leitschaufeln 8 vorbeiströmt, ist vorteilhafterweise eine Dichtung 21 zwischen der Stirnseite 16 des Leitschaufeldeckrings 9 und dem Stützbereich 15 des Turbinengehäuses 5 vorgesehen.
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Die 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Turbine 1, das sich nur geringfügig von dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel unterscheidet, sodass aus der 1 bekannte Elemente in der 2 mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind und nicht nochmals erläutert werden. Der wesentliche Unterschied des zweiten Ausführungsbeispiels besteht in der Anordnung des Hinterschnitts 18. Während in dem ersten Ausführungsbeispiel der 1 die Aussparung 17 beziehungsweise der Hinterschnitt 18 stromaufwärts der Leitschaufeln 8 einströmbar ist, ist in dem zweiten Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass die Aussparung 17 beziehungsweise der Hinterschnitt 18 stromabwärts der Leitschaufeln 8 von dem Medium einströmbar ist. Das bedeutet, dass im zweiten Ausführungsbeispiel der Außenradius des Hinterschnitts 18 kleiner ist als der Außenradius des Leitschaufeldeckrings 9, und der Innenradius des Hinterschnitts 18 kleiner als der Innenradius des Leitschaufeldeckrings 9. Somit stehen der Hinterschnitt 18 beziehungsweise die Aussparung 17 und der Einlasskanal 10 stromabwärts der Leitschaufeln 8 strömungstechnisch miteinander in Verbindung.
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Natürlich sind auch noch weitere Ausbildungsformen der Erfindung denkbar. Zum Beispiel kann die Aussparung 17 als ein Temperaturausgleichskanal ausgebildet sein oder es können mehrere, insbesondere gleichgroße, Aussparungen 17 gleichwinklig verteilt über den Stützbereich 15 hinweg angeordnet beziehungsweise ausgebildet sein, wobei die an dem Leitschaufeldeckring 9 anliegenden Bereiche des Turbinengehäuses 11 mit Mitteln zum Befestigen des Leitschaufeldeckrings 9 versehen sein können. Ebenfalls ist es denkbar, Aussparungen 17 vorzusehen, die radial beabstandet zueinander in dem Stützbereich 15 ausgebildet sind und von dem Medium durchströmt werden können. Die 2 zeigt hierbei zur Veranschaulichung als Option zu der bereits beschriebenen, stromabwärts der Leitschaufeln 8 einströmbaren Aussparung 17, eine gestrichelt dargestellte Aussparung 25, die stromaufwärts der Leitschaufeln 8 einströmbar und ebenfalls als Hinterschnitt 18 ausgebildet ist.
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Vorteilhafterweise ist die Aussparung 17 (oder sind die Aussparungen 17) als Resonator 22 ausgebildet, sodass gasdynamische Effekte für das strömende Medium im Leitapparat 6 und/oder im Turbinenrotor 3 einstellbar sind. Eine Dichtung 23 zwischen dem Lagergehäuse 13 und der Welle 4 sorgt dafür, dass das Medium nicht von der Turbine 1 des Abgasturboladers in das Lagergehäuse 13 beziehungsweise in den sich an die Turbine 1 axial anschließenden Verdichter gelangen kann.