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DE102008000536B4 - Exhaust gas turbocharger with burst protection for an internal combustion engine - Google Patents

Exhaust gas turbocharger with burst protection for an internal combustion engine Download PDF

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DE102008000536B4
DE102008000536B4 DE102008000536.3A DE102008000536A DE102008000536B4 DE 102008000536 B4 DE102008000536 B4 DE 102008000536B4 DE 102008000536 A DE102008000536 A DE 102008000536A DE 102008000536 B4 DE102008000536 B4 DE 102008000536B4
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brake
shaft
exhaust gas
gas turbocharger
brake element
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Gunter Winkler
Thomas Steidten
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Bosch Mahle Turbo Systems GmbH and Co KG
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Abstract

Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine mit einem Gehäuse (1), mit einer Welle (5), mit einem Turbinenlaufrad (3) und mit einem Verdichterlaufrad (7), wobei das Turbinenlaufrad (3) und das Verdichterlaufrad (7) drehfest mit der Welle (5) verbunden sind, wobei mindestens ein drehfest mit der Welle (5) verbundener Bremskörper (27) vorgesehen ist, und wobei der mindestens eine Bremskörper (27) bei Überschreiten einer zulässigen Höchstdrehzahl der Welle (5) in Kontakt mit dem Gehäuse (1) gelangt,- dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Bremskörper (27) mit einem Bremselement (23) verbunden sind, und dass das Bremselement (23) drehfest direkt oder mittelbar mit der Welle (5) verbunden ist, und dass die Belastungsgrenze der Verbindung (31) zwischen Bremskörper (27) und Bremselement (23) bei der zulässigen Höchstdrehzahl des Abgasturboladers erreicht wird, und/oder- dass der oder die Bremskörper (27) mit einem Bremselement (23) verbunden sind, und dass das Bremselement (23) drehfest direkt oder mittelbar mit der Welle (5) verbunden ist, und dass der Bremskörper (27) über einen oder mehrere Stege (31) mit dem Bremselement (23) verbunden ist, und dass zwischen Bremskörper (27) und Bremselement (23) mindestens ein Schlitz (29) vorhanden ist.Exhaust gas turbocharger for an internal combustion engine with a housing (1), with a shaft (5), with a turbine wheel (3) and with a compressor wheel (7), wherein the turbine wheel (3) and the compressor wheel (7) rotatably connected to the shaft (5 ), wherein at least one rotationally fixed to the shaft (5) connected brake body (27) is provided, and wherein the at least one brake body (27) when exceeding a maximum permissible speed of the shaft (5) comes into contact with the housing (1) , - characterized in that the one or more brake bodies (27) are connected to a brake element (23), and that the brake element (23) is rotationally fixed directly or indirectly connected to the shaft (5), and that the load limit of the connection (31 ) is achieved between the brake body (27) and brake element (23) at the maximum permissible speed of the exhaust gas turbocharger, and / or that the one or more brake bodies (27) are connected to a brake element (23), and that the brake element (23 ) rotatably directly or indirectly connected to the shaft (5), and that the brake body (27) via one or more webs (31) with the brake element (23) is connected, and that between the brake body (27) and brake element (23) at least one slot (29) is present.

Description

Abgasturbolader werden sowohl bei nach dem Dieselverfahren als auch bei nach dem Ottoverfahren arbeitenden Brennkraftmaschinen zunehmend häufiger eingesetzt. Gründe hierfür sind die Erhöhung von Drehmoment und Leistung sowie Vorteile hinsichtlich Wirkungsgrad und Emissionsverhalten.Exhaust gas turbochargers are increasingly being used both in the case of the diesel process and after the Otto process working internal combustion engines. The reasons for this are the increase in torque and power as well as advantages in terms of efficiency and emission behavior.

Im Betrieb erreichen die Laufräder und die Welle des Turboladers Drehzahlen von bis zu 300.000 pro Minute.In operation, the impellers and shaft of the turbocharger reach speeds of up to 300,000 per minute.

Aus der KR 100774336 B1 , der KR 1020070039996 A und der KR 10 2001 59357 ist jeweils ein gattungsgemäßer Abgasturbolader bekannt.From the KR 100774336 B1 , of the KR 1020070039996 A and the KR 10 2001 59357 In each case, a generic exhaust gas turbocharger is known.

Wenn, beispielsweise durch eine fehlerhafte Ansteuerung der Ladedruckregelung die zulässige Höchstdrehzahl signifikant überschritten wird, kann es zum Bersten des Verdichterrades oder des Turbinenrades kommen. Die Trümmer eines geborstenen Laufrades können durch die Abgasleitung zu anderen Bauteilen der Brennkraftmaschine, wie beispielsweise zu den Ventilen im Zylinderkopf der Brennkraftmaschine oder in einen Rußpartikelfilter oder einen Katalysator im Abgasnachbehandlungssystem gelangen. Dort können die Trümmer erhebliche Beschädigungen verursachen. Daher ist das Bersten von Teilen des Abgasturboladers möglichst zu vermeiden. Bei herkömmlichen Abgasturboladern kann das Bersten nicht unter allen Umständen ausgeschlossen werden, so dass das Gehäuse des Abgasturboladers mit einer entsprechend großen Wandstärke ausgeführt wird, um wenigstens zu verhindern, dass die geborstenen Teile des geborstenen Laufrades das Turboladergehäuse verlassen.If, for example, by a faulty control of the boost pressure control, the maximum allowable speed is exceeded significantly, it may cause bursting of the compressor wheel or the turbine wheel. The debris of a ruptured impeller can pass through the exhaust pipe to other components of the internal combustion engine, such as to the valves in the cylinder head of the internal combustion engine or in a soot particle filter or a catalyst in the exhaust aftertreatment system. There, the debris can cause significant damage. Therefore, the bursting of parts of the exhaust gas turbocharger should be avoided as much as possible. In conventional exhaust gas turbochargers, rupture can not be ruled out under all circumstances, so that the housing of the exhaust gas turbocharger is designed with a correspondingly large wall thickness in order at least to prevent the ruptured parts of the ruptured impeller from leaving the turbocharger housing.

Diese großen Wandstärken führen, gerade auf der Turbinenseite, wo hoch temperaturfeste Nickelbasislegierungen eingesetzt werden müssen, zu vergleichsweise hohen Materialkosten. Außerdem geht mit den großen Wandstärken des Gehäuses ein hohes Gewicht einher. Damit nimmt auch das Gesamtgewicht des Abgasturboladers zu, was den Bemühungen der Fahrzeughersteller, nach einer Senkung des Fahrzeuggewichts, entgegenläuft. Des Weiteren haben Gehäuse mit großer Wandstärke eine große thermische Trägheit des Abgasturboladers zur Folge, was insbesondere beim Kaltstart der Brennkraftmaschine das Aufheizen der nachfolgenden Abgasnachbehandlungseinrichtungen, wie Rußpartikelfilter und Katalysatoren verzögert. Dies ist ebenfalls unerwünscht.These large wall thicknesses, especially on the turbine side, where high temperature resistant nickel-base alloys must be used, lead to comparatively high material costs. In addition, the large wall thicknesses of the housing is associated with a high weight. Thus, the total weight of the exhaust gas turbocharger increases, which runs counter to the efforts of vehicle manufacturers, after a reduction in vehicle weight. Furthermore, housings with a large wall thickness result in a large thermal inertia of the exhaust-gas turbocharger, which delays the heating of the following exhaust-gas aftertreatment devices, such as soot particle filters and catalysts, in particular during the cold start of the internal combustion engine. This is also undesirable.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Abgasturbolader bereitzustellen, dessen rotierende Bauteile zuverlässig gegen Bersten geschützt sind und bei dem infolgedessen auf zusätzliche Maßnahmen, wie beispielsweise dickwandige und berstsichere Gehäuse verzichtet werden kann.The invention is based on the object to provide an exhaust gas turbocharger, the rotating components are reliably protected against bursting and consequently can be dispensed with additional measures, such as thick-walled and burst-proof housing.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine mit einem Gehäuse, mit einer Welle, mit einem Turbinenlaufrad und mit einem Verdichterlaufrad, wobei das Turbinenlaufrad und das Verdichterlaufrad drehfest mit der Welle verbunden sind, dadurch gelöst, dass drehfest mit der Welle mindestens ein Bremskörper verbunden ist, und dass der mindestens eine Bremskörper bei Überschreiten einer höchstzulässigen Höchstdrehzahl der Welle in Kontakt mit dem Gehäuse gelangt.This object is achieved according to the invention in an exhaust gas turbocharger for an internal combustion engine having a housing, with a shaft, with a turbine impeller and a compressor impeller, wherein the turbine impeller and the compressor impeller are rotatably connected to the shaft, characterized in that rotatably with the shaft at least one brake body is connected, and that the at least one brake body comes into contact with the housing when a maximum permissible maximum speed of the shaft is exceeded.

Erfindungsgemäß ist also vorgesehen, dass der Bremskörper vor dem Erreichen der Berstdrehzahl in Kontakt mit dem Gehäuse gelangt und dadurch die Welle abbremst. Dadurch wird zuverlässig das Erreichen der Berstdrehzahl verhindert. Infolgedessen kann es auch nicht zum Bersten der Laufräder oder anderer Bauteile des Abgasturboladers kommen. Daher kann die Wandstärke des Gehäuses des Abgasturboladers deutlich reduziert werden, was sich positiv auf die Materialkosten, das Gewicht und die thermische Trägheit des erfindungsgemäßen Abgasturboladers auswirkt.According to the invention, it is thus provided that the brake body, before reaching the bursting speed, comes into contact with the housing and thereby brakes the shaft. This reliably prevents reaching the bursting speed. As a result, it can not come to rupture of the wheels or other components of the exhaust gas turbocharger. Therefore, the wall thickness of the housing of the exhaust gas turbocharger can be significantly reduced, which has a positive effect on the material costs, the weight and the thermal inertia of the exhaust gas turbocharger according to the invention.

Dabei ist vorgesehen, dass der oder die Bremskörper mit einem Bremselement verbunden sind oder integraler Bestandteil des Bremselements sind, und dass das Bremselement direkt oder mittelbar drehfest mit der Welle verbunden ist.It is provided that the one or more brake bodies are connected to a brake element or are an integral part of the brake element, and that the brake element is connected directly or indirectly non-rotatably connected to the shaft.

Dabei kann das Bremselement als separates Bauteil, insbesondere als scheibenförmiges Bauteil ausgebildet sein. Alternativ ist es auch möglich, das Bremselement in das Verdichterlaufrad, eine Lagerbuchse, eine Scheibe des Axiallagers oder das Turbinenlaufrad zu integrieren. Bevorzugt ist die Integration des Bremselements in die Lagerbuchse des Axiallagers oder das Verdichterlaufrad, da dort die thermische Belastung des Bremselements geringer sind.In this case, the brake element may be formed as a separate component, in particular as a disk-shaped component. Alternatively, it is also possible to integrate the brake element in the compressor wheel, a bearing bush, a disc of the thrust bearing or the turbine wheel. Preferably, the integration of the brake element in the bearing bush of the thrust bearing or the compressor impeller, since there the thermal load of the brake element are lower.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Belastungsgrenze der Verbindung zwischen Bremskörper und Bremselement bei der zulässigen Höchstdrehzahl der Welle erreicht wird. According to the invention it is provided that the load limit of the connection between the brake body and the brake element is reached at the maximum permissible speed of the shaft.

Dies bedeutet, dass beim Überschreiten der zulässigen Höchstdrehzahl der Welle die Verbindung zwischen Bremskörper und Bremselement plastisch verformt wird, so dass der Bremskörper radial nach außen wandert und am Gehäuse des Abgasturboladers zu schleifen beginnt. Dadurch wird eine weitere Drehzahlerhöhung der Welle verhindert. Bei zunehmend größerem Bremsmoment, zum Beispiel aufgrund der Selbstverstärkung, kann es auch dazu kommen, dass die stoffschlüssige Verbindung zwischen Bremskörper und Bremselement bricht. Dann verkeilt sich der Bremskörper zunehmend fester zwischen Bremselement und Gehäuse und die Welle des Abgasturboladers wird abgebremst.This means that when the permissible maximum speed of the shaft is exceeded, the connection between the brake body and brake element is plastically deformed, so that the brake body moves radially outward and begins to grind on the housing of the exhaust gas turbocharger. As a result, a further speed increase of the shaft is prevented. With increasingly greater braking torque, for example, due to self-reinforcement, it may also happen that the cohesive connection between the brake body and brake element breaks. Then wedged the brake body increasingly solid between brake element and housing and the shaft of the exhaust gas turbocharger is braked.

Zusätzlich oder alternativ ist vorgesehen, den Bremskörper über einen oder mehrere Stege mit dem Bremselement zu verbinden und diese Stege dadurch herzustellen, dass zwischen Bremskörper und Bremselement mindestens ein Schlitz vorhanden ist.Additionally or alternatively, it is provided to connect the brake body via one or more webs to the brake element and to produce these webs in that at least one slot is present between the brake body and brake element.

Dieser Schlitz kann durch Sägen, Erodieren oder auch durch Laserschneiden hergestellt werden. Vorteilhaft am Laserschneiden ist, erstens die hohe Produktivität, die geringe Dicke des Schlitzes und die Möglichkeit, mit nahezu alle Formen, seien es gerade, gekrümmte oder sonst wie geformte Schlitze in das Bauteil, welches Bremselement und Bremskörper bildet, zu formen.This slot can be made by sawing, eroding or laser cutting. The advantage of laser cutting is, first, the high productivity, the small thickness of the slot and the ability to shape with almost all forms, be it straight, curved or otherwise shaped slots in the component which forms brake element and brake body.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass zwischen dem mindestens einen Schlitz und einem Radiusstrahl, ein Winkel > 0° vorhanden ist. Dadurch wird beim Brechen der stoffschlüssigen Verbindung zwischen Bremskörper und Bremselement eine Klemmwirkung zwischen Bremskörper und Bremselement einerseits sowie Gehäuse und Bremskörper andererseits erzielt, was zu einem raschen Abbremsen der Welle führt.In a further advantageous embodiment of the invention it is provided that between the at least one slot and a radius beam, an angle> 0 ° is present. As a result, a clamping action between the brake body and the brake element on the one hand and the housing and the brake body on the other hand achieved when breaking the cohesive connection between the brake body and brake element, resulting in a rapid deceleration of the shaft.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Zeichnung, deren Beschreibung und den Patentansprüchen entnehmbar. Alle in der Zeichnung, deren Beschreibung und den Patentansprüchen beschriebenen Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.Further advantages and advantageous embodiments of the invention are the following drawings, the description and the claims removable. All features described in the drawing, the description and the claims may be essential to the invention both individually and in any combination.

Es zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Abgasturboladers,
  • 2 und 3 verschiedene Ausführungsbeispiels erfindungsgemäßer Bremskörper
Show it:
  • 1 a schematic representation of an exhaust gas turbocharger according to the invention,
  • 2 and 3 Various embodiment of inventive brake body

In 1 ist ein Gehäuse des Abgasturboladers mit dem Bezugszeichen 1 versehen. Das Gehäuse 1 kann einteilig oder mehrteilig ausgebildet sein, je nach den Erfordernissen bei der Herstellung und Montage des Abgasturboladers.In 1 is a housing of the exhaust gas turbocharger with the reference numeral 1 Mistake. The housing 1 can be formed in one or more parts, depending on the requirements in the production and installation of the exhaust gas turbocharger.

Wie hinlänglich bekannt, weisen Abgasturbolader einen Turbinenteil, der in 1 rechts angeordnet ist und einen Verdichterteil, der in 1 links angeordnet ist, auf. Im Turbinenteil ist ein Turbinenlaufrad 3 drehbar auf einer Welle 5 gelagert.As is well known, exhaust gas turbochargers have a turbine part that is in 1 is arranged on the right and a compressor section, which in 1 is located on the left. In the turbine part is a turbine wheel 3 rotatable on a shaft 5 stored.

An dem linken Ende der Welle 5 ist ein Verdichterlaufrad 7 angebracht. Die zu verdichtende Verbrennungsluft strömt dem Verdichterlaufrad 7 in axialer Richtung zu und verlässt es in radialer Richtung. Die Bewegungsrichtung der zu verdichtenden Verbrennungsluft ist in 1 durch Pfeile 9 angedeutet. Im rechten Teil des Gehäuses 1 ist eine Einlaufspirale 11 ausgebildet, durch die das von der nicht dargestellten Brennkraftmaschine ausgestoßene Abgas dem Turbinenlaufrad 3 zugeführt wird.At the left end of the shaft 5 is a compressor impeller 7 appropriate. The combustion air to be compressed flows to the compressor impeller 7 in the axial direction and leaves it in the radial direction. The direction of movement of the combustion air to be compressed is in 1 through arrows 9 indicated. In the right part of the case 1 is an inlet spiral 11 formed by the ejected from the engine, not shown exhaust gas to the turbine runner 3 is supplied.

Der erfindungsgemäße Berstschutz kann bei allen Bauarten von Abgasturboladern, insbesondere auch bei Abgasturboladern mit variabler Turbinengeometrie oder mit Schiebehülse (nicht dargestellt)eingesetzt werden.The burst protection according to the invention can be used in all types of exhaust gas turbochargers, in particular also in turbochargers with variable turbine geometry or with sliding sleeve (not shown).

Die Radiallagerung der Welle 5 erfolgt durch zwei beabstandet zueinander angeordnete Gleitlager 13. Dabei kann, wie in 1 dargestellt, eine sogenannte Schwimmbuchsenlagerung oder eine sogenannte Einbuchsenlagerung (nicht dargestellt) vorgesehen sein.The radial bearing of the shaft 5 takes place by two mutually spaced slide bearings 13 , It can, as in 1 represented, a so-called floating bush bearing or a so-called Einbuchsenlagerung (not shown) may be provided.

Um die auf die Welle 5 wirkenden Axialkräfte aufzunehmen, ist an dem Gehäuse 1 eine Lagerscheibe 15 angeordnet, die in einer von zwei Lagerhülsen 17 und 19 gebildete Nut eintaucht. Die Axiallagerhülsen 17 und 19 sind drehfest mit der Welle 5 verbunden.To the on the shaft 5 to absorb acting axial forces is on the housing 1 a bearing disc 15 arranged in one of two bearing sleeves 17 and 19 formed groove dips. The thrust bearing sleeves 17 and 19 are rotatable with the shaft 5 connected.

Um zu verhindern, dass Öl in das Verdichterlaufrad 7 gelangt, ist ein Ölabweisblech 21 vorgesehen.To prevent oil from entering the compressor impeller 7 is an oil deflector 21 intended.

In 1 sind zwei alternative Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Berstschutzes ausgebildet. Üblicherweise ist es ausreichend, einen Berstschutz vorzusehen.In 1 two alternative embodiments of the burst protection according to the invention are formed. Usually it is sufficient to provide a burst protection.

Bei der ersten Ausführungsform ist an der ersten Lagerhülse 19 ein scheibenförmiges Bremselement 23 ausgebildet, das sich in einem entsprechend dimensionierten Absatz 25 des Gehäuses 1 dreht. Dabei hat das Bremselement 23 keinen Kontakt mit dem Gehäuse 1.In the first embodiment is on the first bearing sleeve 19 a disc-shaped brake element 23 formed in a suitably dimensioned paragraph 25 of the housing 1 rotates. It has the brake element 23 no contact with the housing 1 ,

Um zu verhindern, dass an dem Bremselement 23 befestigte und in 1 nicht sichtbare Bremskörper in axialer Richtung „wandern“ können, ist das Gehäuse 1 so ausgebildet, dass das Bremselement 23, nur einen geringen Abstand, von beispielsweise einem halben Millimeter, zu dem Bremselement 23 in axialer Richtung aufweist. Auf der in 1 rechten Seite des Bremselements 23 ist das Ölabweisblech 21 so ausgebildet, dass es das Wandern des Bremselements 23 in axialer Richtung verhindert.To prevent on the brake element 23 fortified and in 1 not visible brake body in the axial direction can "wander" is the housing 1 designed so that the brake element 23 , only a small distance, for example, half a millimeter, to the braking element 23 in the axial direction. On the in 1 right side of the brake element 23 is the oil deflector 21 designed so that it is the walking of the braking element 23 prevented in the axial direction.

In 1 ist eine weitere zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bremselements 23 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist das Bremselement 23 am Verdichterlaufrad 7 ausgebildet. Ebenso wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, ist das Bremselement 23 in einem Absatz 25 des Gehäuses 1 aufgenommen.In 1 is a further second embodiment of a brake element according to the invention 23 shown. In this embodiment, the braking element 23 on the compressor impeller 7 educated. As in the first embodiment, the brake element is 23 in a paragraph 25 of the housing 1 added.

Für das Integrieren des Bremselements 23 in das Verdichterlaufrad 7 (zweites Ausführungsbeispiel) spricht der größere Durchmesser und damit die bessere Bremswirkung, während für die Integration des Bremselements 23 in die Lagerbuchse 19 (erstes Ausführungsbeispiel) die einfache Herstellbarkeit und die geringeren Herstellungskosten sprechen. Alternativ wäre es auch möglich, das Bremselement 23 als separates Bauteil auszubilden und mit der Welle 5 drehfest zu verbinden. Dieses dritte Ausführungsbeispiel ist in 1 nicht dargestelltFor integrating the brake element 23 in the compressor impeller 7 (second embodiment) speaks the larger diameter and thus the better braking effect, while for the integration of the braking element 23 in the bearing bush 19 (first embodiment) speak the ease of manufacture and the lower production costs. Alternatively, it would also be possible to use the brake element 23 form as a separate component and with the shaft 5 rotatably connect. This third embodiment is in 1 not shown

Anhand der 2 und 3 werden nachfolgend verschiedene Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Bremselements dargestellt und dessen Funktion erläutert.Based on 2 and 3 Various embodiments of the brake element according to the invention are shown below and explains its function.

In 2 ist eine Ansicht von vorne auf ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Bremselements 23 sowie das Gehäuse 1 und der zugehörige Absatz 25 im Gehäuse 1 dargestellt. Das Bremselement 23 ist, vereinfacht ausgedrückt, als flache Scheibe ausgebildet, die drehfest mit der Welle 5 verbunden ist und bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel im Gegenuhrzeigersinn rotiert.In 2 is a front view of a first embodiment of a brake element according to the invention 23 as well as the housing 1 and the related paragraph 25 in the case 1 shown. The brake element 23 is, in simple terms, designed as a flat disc, the rotation with the shaft 5 is connected and in which 2 illustrated embodiment rotates counterclockwise.

An dem Bremselement 23 sind zwei Bremskörper 27 ausgebildet. Die Bremskörper 27 sind um 180° zueinander versetzt angeordnet, so dass das Bremselement 23 zusammen mit den Bremskörpern 27 im Normalbetrieb ausgewuchtet ist.At the brake element 23 are two brake bodies 27 educated. The brake body 27 are arranged offset by 180 ° to each other, so that the brake element 23 together with the brake bodies 27 balanced in normal operation.

Die Bremskörper 27 werden durch jeweils zwei Schlitze 29 vom übrigen Bremselement 23 getrennt. Die beiden Schlitze 29.1 und 29.2 berühren sich nicht, so dass zwischen den Schlitzen 29.1 und 29.2 bei dem in 2 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel ein Steg 31 mit einer Breite X vorhanden ist. Die Dimensionierung des Stegs 31 erfolgt nun so, dass der Steg 31 im Normalbetrieb, das heißt bei allen Drehzahlen unterhalb der zulässigen Höchstdrehzahl des Abgasturboladers, die von den Bremskörpern 27 auf ihn ausgeübten Fliehkräfte übertragen kann. Erst wenn die zulässige Höchstdrehzahl signifikant überschritten wird, wird der Werkstoff des Bremselements 23 beziehungsweise des Stegs 31 plastisch verformt, oder es kommt sogar zum Bruch des Stegs 23.The brake body 27 are each through two slots 29 from the rest of the brake element 23 separated. The two slots 29.1 and 29.2 do not touch, leaving between the slits 29.1 and 29.2 at the in 2 illustrated first embodiment of a web 31 with a width X is present. The dimensioning of the bridge 31 Now done so that the bridge 31 in normal operation, that is at all speeds below the maximum permissible speed of the exhaust gas turbocharger, that of the brake bodies 27 can transfer to him exerted centrifugal forces. Only when the maximum permissible speed is exceeded significantly, the material of the brake element 23 or the bridge 31 deformed plastically, or it comes even to the break of the bridge 23 ,

Dadurch wandert der Bremskörper 27 radial nach außen und gelangt schließlich in Anlage an die Aussparung 25 des Gehäuses 1.As a result, the brake body moves 27 radially outwards and finally comes into abutment with the recess 25 of the housing 1 ,

Durch die zwischen Bremskörper 27 und Aussparung 25 ausgeübten Bremskräfte, verschiebt sich der Bremskörper 27 relativ zum Bremselement 23 und verkeilt sich dadurch mit dem Teil des Schlitzes 29.2, der am Bremselement 23 vorhanden ist. Diese Position des Bremskörpers 27 ist in 2 gestrichelt dargestellt.Through the between brake body 27 and recess 25 applied braking forces, the brake body shifts 27 relative to the brake element 23 and thereby wedges itself with the part of the slot 29.2 , the brake element 23 is available. This position of the brake body 27 is in 2 shown in dashed lines.

Dadurch, dass der Schlitz 29.2 mit einem Radiusstrahl 33 des Bremselements 27 einen Winkel > 0° einschließt, verkeilt sich der Bremskörper 27 mit dem Bremselement 23 beziehungsweise im Bereich des Schlitzes 29.2 und mit dem Gehäuse 1 im Bereich der Aussparung 25. Dadurch wird das Bremselement 23 und mit ihm die Welle 5 abgebremst und blockiert, so dass ein Bersten der Laufräder sicher verhindert wird.By doing that, the slot 29.2 with a radius beam 33 of the braking element 27 encloses an angle> 0 °, wedges the brake body 27 with the brake element 23 or in the area of the slot 29.2 and with the case 1 in the area of the recess 25 , This will be the braking element 23 and with it the wave 5 braked and blocked, so that a bursting of the wheels is reliably prevented.

Die Schlitze 29.1 und 29.2 können auf verschiedenste Weisen, wie beispielsweise durch Fräsen, Sägen, Erodieren oder Laserschneiden hergestellt werden.The slots 29.1 and 29.2 can be made in a variety of ways, such as by milling, sawing, EDM or laser cutting.

Selbstverständlich ist stets darauf zu achten, dass das Bremselement 23 und die Bremskörper 27 bei intakten Stegen 31 gut ausgewuchtet sind. Daher empfiehlt es sich in aller Regel zwei um 180° gegenüberliegend angeordnete Bremskörper 27 vorzusehen.Of course, always make sure that the brake element 23 and the brake bodies 27 at intact bridges 31 are well balanced. Therefore, it is recommended in most cases two 180 ° opposite arranged brake body 27 provided.

In 3 sind weitere Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Bremskörper 27 dargestellt. Allerdings ist hier jeweils nur ein Bremskörper 27 dargestellt. Ein zweites Ausführungsbeispiel eines Bremskörpers 27 ist im oberen Teil der 3 dargestellt. Dabei ist der Bremskörper 27 durch einen Schlitz 29.3, der als Sekante zum Außendurchmesser des Bremselements 23 ausgeführt ist, gebildet. Da der Schlitz 29.3 den Außendurchmesser des Bremselements 23 auf beiden Seiten nicht ganz erreicht, bleiben zwei Stege 31 stehen, die ebenfalls so zu dimensionieren sind, dass erst beim Überschreiten der zulässigen Höchstdrehzahl diese Stege 31 plastisch verformt werden und damit der Bremskörper 27 radial nach außen wandert.In 3 are further embodiments of inventive brake body 27 shown. However, here is only one brake body 27 shown. A second embodiment of a brake body 27 is in the upper part of the 3 shown. Here is the brake body 27 through a slot 29.3 acting as a secant to the outer diameter of the brake element 23 is executed, formed. Because the slot 29.3 the outer diameter of the braking element 23 not quite reached on both sides, two bridges remain 31 stand, which are also to be dimensioned so that only when exceeding the maximum permissible speed, these webs 31 plastically deformed and thus the brake body 27 migrates radially outwards.

Bei dem in 3 unten liegenden Teil des unten gezeichneten Bremskörpers 27 sind die Schlitze 29.4 und 29.5 als Viertelkreise ausgebildet, so dass insgesamt drei Stege 31 zwischen Bremselement 23 und Bremskörper 27 vorhanden sind.At the in 3 lower part of the below drawn brake body 27 are the slots 29.4 and 29.5 formed as a quarter circles, so that a total of three bars 31 between brake element 23 and brake body 27 available.

Bei dem in 3 auf der rechten Seite des Bremselements dargestellten Ausführungsbeispiels sind die Schlitze 29.6 gradlinig ausgeführt und es sind auch wieder drei Stege 31 zwischen Bremskörper 27 und Bremselement 23 ausgebildet. Wie sich aus der Darstellung der verschiedenen Geometrien der Bremskörper 27 in den 2 und 3 ergibt, sind bei der Gestaltung der Bremskörper 27 viele Freiheitsgrade vorhanden.At the in 3 on the right side of the brake element illustrated embodiment, the slots 29.6 executed straight and there are again three bars 31 between brake body 27 and brake element 23 educated. As can be seen from the representation of the different geometries of the brake body 27 in the 2 and 3 results are in the design of the brake body 27 many degrees of freedom available.

Wichtige Kriterien für die Gestaltung der Bremskörper sind die reproduzierbare Dimensionierung der Stege 31, da von deren Querschnitt unter anderem die Drehzahl abhängt, oberhalb derer der Bremskörper 27 radial nach außen wandert. Des Weiteren sind die eingesetzten Fertigungsverfahren, wie beispielsweise Sägen, Fräsen oder Laserschneiden auch von Bedeutung bei der Gestaltung der Bremskörper 27 beziehungsweise der Schlitze 29 und der Stege 31.Important criteria for the design of the brake body are the reproducible dimensioning of the webs 31 , because of the cross section, inter alia, the speed depends, above which the brake body 27 migrates radially outwards. Furthermore, the manufacturing processes used, such as sawing, milling or laser cutting are also important in the design of the brake body 27 or the slots 29 and the bridges 31 ,

Claims (5)

Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine mit einem Gehäuse (1), mit einer Welle (5), mit einem Turbinenlaufrad (3) und mit einem Verdichterlaufrad (7), wobei das Turbinenlaufrad (3) und das Verdichterlaufrad (7) drehfest mit der Welle (5) verbunden sind, wobei mindestens ein drehfest mit der Welle (5) verbundener Bremskörper (27) vorgesehen ist, und wobei der mindestens eine Bremskörper (27) bei Überschreiten einer zulässigen Höchstdrehzahl der Welle (5) in Kontakt mit dem Gehäuse (1) gelangt, - dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Bremskörper (27) mit einem Bremselement (23) verbunden sind, und dass das Bremselement (23) drehfest direkt oder mittelbar mit der Welle (5) verbunden ist, und dass die Belastungsgrenze der Verbindung (31) zwischen Bremskörper (27) und Bremselement (23) bei der zulässigen Höchstdrehzahl des Abgasturboladers erreicht wird, und/oder - dass der oder die Bremskörper (27) mit einem Bremselement (23) verbunden sind, und dass das Bremselement (23) drehfest direkt oder mittelbar mit der Welle (5) verbunden ist, und dass der Bremskörper (27) über einen oder mehrere Stege (31) mit dem Bremselement (23) verbunden ist, und dass zwischen Bremskörper (27) und Bremselement (23) mindestens ein Schlitz (29) vorhanden ist.Exhaust gas turbocharger for an internal combustion engine with a housing (1), with a shaft (5), with a turbine wheel (3) and with a compressor wheel (7), wherein the turbine wheel (3) and the compressor wheel (7) rotatably connected to the shaft (5 ), wherein at least one rotationally fixed to the shaft (5) connected brake body (27) is provided, and wherein the at least one brake body (27) when exceeding a maximum permissible speed of the shaft (5) comes into contact with the housing (1) , - characterized in that the one or more brake bodies (27) are connected to a brake element (23), and that the brake element (23) is rotationally fixed directly or indirectly connected to the shaft (5), and that the load limit of the connection (31 ) between the brake body (27) and brake element (23) is reached at the maximum permissible speed of the exhaust gas turbocharger, and / or - that the one or more brake bodies (27) are connected to a brake element (23), and that the brake element (23) rotationally fixed directly or indirectly with the shaft (5) is connected, and that the brake body (27) via one or more webs (31) with the brake element (23) is connected, and that between the brake body (27) and brake element ( 23) at least one slot (29) is present. Abgasturbolader nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremselement (23) als separates Bauteil ausgebildet ist.Exhaust gas turbocharger after Claim 1 , characterized in that the braking element (23) is designed as a separate component. Abgasturbolader nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremselement (23) in das Verdichterlaufrad (3), eine Lagerbuchse (19) oder das Turbinenlaufrad (7) integriert ist.Exhaust gas turbocharger after Claim 1 , characterized in that the brake element (23) in the compressor impeller (3), a bearing bush (19) or the turbine runner (7) is integrated. Abgasturbolader nach Anspruch 1, zumindest zweite Alternative, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Schlitz (29.2) und ein Radiusstrahl (33) des Bremselements (23) einen Winkel (α) größer Null Grad einschließen.Exhaust gas turbocharger after Claim 1 at least second alternative, characterized in that at least one slot (29.2) and a radius beam (33) of the braking element (23) include an angle (α) greater than zero degrees. Abgasturbolader nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremskörper (27) in axialer Richtung gesichert ist (1, 21).Exhaust gas turbocharger according to one of the preceding claims, characterized in that the brake body (27) is secured in the axial direction (1, 21).
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