DE102012219355A1 - Vane arrangement for exhaust gas turbocharger of motor car, has guide vanes arranged between cover disk and blade ring, where cover disk is made of ceramic material having high heat conductivity - Google Patents

Vane arrangement for exhaust gas turbocharger of motor car, has guide vanes arranged between cover disk and blade ring, where cover disk is made of ceramic material having high heat conductivity Download PDF

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Abstract

The arrangement (1) has guide vanes (3) to be placed rotatable over a blade ring stored at shovel journals (2). A cover disk (4) is spaced at the blade ring. The guide vanes are arranged between the cover disk and the blade ring. The cover disk is made of ceramic material having high heat conductivity of 120 Watts per meter Kelvin. The shovel journals are made of a metal i.e. steel, which comprises low thermal conductivity. A spacing element (5) is coaxially arranged at the shovel journals. Independent claims are also included for the following: (1) a supercharger (2) a motor car.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leitschaufel-Anordnung, insbesondere für einen Abgasturbolader, sowie einen Abgasturbolader mit einer solchen Leitschaufel-Anordnung. Die Erfindung betrifft ferner ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Abgasturbolader.The present invention relates to a guide vane arrangement, in particular for an exhaust gas turbocharger, and to an exhaust gas turbocharger with such a vane arrangement. The invention further relates to a motor vehicle with such an exhaust gas turbocharger.

Bekanntlich bestehen Abgasturbolader für Brennkraftmaschinen aus zwei Strömungsmaschinen: Zum einen aus einer Turbine, zum anderen aus einem Verdichter. Die Turbine nutzt die im Abgas enthaltene Energie zum Antrieb des Verdichters, welcher Frischluft ansaugt und verdichtete Luft in die Zylinder der Brennkraftmaschine einbringt. Wegen des üblicherweise sehr hohen Drehzahlbereichs der Brennkraftmaschine ist eine Regelung des Abgasturboladers erforderlich, so dass ein möglichst konstanter Ladedruck in einem möglichst großen Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine sichergestellt werden kann. Hierfür sind Lösungen bekannt, gemäß welchen ein Teil des Abgasstroms mittels eines Bypass-Kanals um die Turbinen herumgeführt wird. Eine energetisch günstigere Lösung ermöglicht aber die sogenannte variable Turbinengeometrie, bei der das Aufstauverhalten der Turbine kontinuierlich verändert und damit jeweils das gesamte Abgas genutzt werden kann. Eine solche variable Turbinengeometrie ist in herkömmlicher Weise mittels verstellbarer Leitschaufeln realisiert, mittels welcher der gewünschte, durch einen Abgasturbolader strömende Abgasstrom variabel eingestellt werden kann. As is known, exhaust gas turbochargers for internal combustion engines consist of two turbomachines: on the one hand from a turbine, on the other hand from a compressor. The turbine uses the energy contained in the exhaust gas to drive the compressor, which sucks in fresh air and introduces compressed air into the cylinders of the internal combustion engine. Because of the usually very high speed range of the internal combustion engine, a regulation of the exhaust gas turbocharger is required, so that as constant as possible boost pressure can be ensured in the largest possible speed range of the internal combustion engine. For this purpose, solutions are known, according to which a part of the exhaust gas flow is guided around the turbines by means of a bypass channel. However, an energetically more favorable solution allows the so-called variable turbine geometry, in which the Aufstauverhalten the turbine continuously changed and thus each of the entire exhaust gas can be used. Such a variable turbine geometry is realized in a conventional manner by means of adjustable guide vanes, by means of which the desired, flowing through an exhaust gas turbocharger exhaust stream can be variably adjusted.

Zum Verstellen der Leitschaufeln sind verschiedene Verstellmechanismen bekannt. Die Leitschaufeln sind üblicherweise über einen jeweiligen Schaufellagerzapfen an einem Leitschaufelträgerring gelagert. Beabstandet zum Leitschaufelträgerring ist eine Deckscheibe angeordnet, so dass die Leitschaufeln zwischen dieser Deckscheibe und dem Leitschaufelträgerring angeordnet sind. Die Deckscheibe kann aus einem Keramik-Material hergestellt sein.For adjusting the vanes different adjustment mechanisms are known. The vanes are usually mounted on a vane support ring via a respective vane journal. Spaced to the vane support ring, a cover plate is disposed so that the vanes are disposed between this cover plate and the vane support ring. The cover plate may be made of a ceramic material.

Die DE 10 2008 039 508 A1 beschreibt eine Ladeeinrichtung eines Abgasturboladers mit einer variablen Turbinengeometrie. Die Ladeeinrichtung umfasst einen Schaufellagerring mit drehbar daran gelagerten Leitschaufeln. Auf einer dem Schaufellagerring gegenüberliegenden Seite der Leitschaufeln ist eine Ringscheibe zum Abdecken der Leitschaufeln vorgesehen. Die Ringscheibe weist ein wärmeisolierendes und eine Reibung reduzierendes Material auf. The DE 10 2008 039 508 A1 describes a charging device of an exhaust gas turbocharger with a variable turbine geometry. The loading device comprises a blade bearing ring with guide vanes rotatably mounted thereon. On an opposite side of the vanes ring bearing ring an annular disc for covering the vanes is provided. The annular disc has a heat-insulating and a friction-reducing material.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Ausführungsform für eine Leitschaufel-Anordnung anzugeben. It is an object of the present invention to provide an improved embodiment for a vane assembly.

Diese Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is solved by the subject matter of the independent claims. Preferred embodiments are subject of the dependent claims.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, für die Deckscheibe der Leitschaufel-Anordnung ein Keramik-Material zu verwenden, welches eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist. Auf diese Weise kann in der Leitschaufel-Anordnung auftretende Wärme schnell und effektiv abgeführt werden, so dass die Temperaturbelastung eines Turbinengehäuses, in welchem die erfindungsgemäße Leitschaufel-Anordnung zum Einsatz kommen kann, deutlich verringert werden kann. The invention is based on the general idea to use for the cover plate of the vane arrangement, a ceramic material which has a high thermal conductivity. In this way, heat occurring in the vane arrangement can be dissipated quickly and effectively, so that the temperature load of a turbine housing, in which the vane arrangement according to the invention can be used, can be significantly reduced.

Keramiken mit hoher Wärmeleitfähigkeit sind weitgehend aus anorganischen, feinkörnigen Rohstoffen unter Wasserzugabe bei Raumtemperatur geformte und danach getrocknete Gegenstände, die in einem anschließenden Brennprozess oberhalb 900°C zu harten, dauerhaften Gegenständen gesintert werden. Keramische Werkstoffe können eine sehr hohe Wärmeleitfähigkeit aufweisen, wodurch sie für den erfindungsgemäßen Einsatz einer Deckscheibe einer Leitschaufel-Anordnung eines Abgasturboladers besonders prädestiniert sind. Zudem sind keramische Werkstoffe auch in der Lage, hohe Temperaturen, wie sie in einem solchen Abgasturbolader auftreten, über lange Zeiträume zu ertragen. Keramische Werkstoffe bzw. Beschichtungen lassen sich kostengünstig und in nahezu beliebiger Ausführungsform herstellen, wodurch eine wirtschaftliche Verwendung im industriellen Einsatz möglich ist. Ceramics with high thermal conductivity are largely made of inorganic, fine-grained raw materials with addition of water at room temperature molded and then dried objects, which are sintered in a subsequent firing above 900 ° C to hard, durable objects. Ceramic materials may have a very high thermal conductivity, whereby they are particularly predestined for the inventive use of a cover plate of a vane arrangement of an exhaust gas turbocharger. In addition, ceramic materials are also able to withstand high temperatures, such as occur in such an exhaust gas turbocharger, over long periods of time. Ceramic materials or coatings can be produced inexpensively and in almost any desired embodiment, whereby an economical use in industrial applications is possible.

Insbesondere kann durch Verwendung von Keramik-Materialien mit hoher Wärmeleitfähigkeit eine thermisch bedingte Ausdehnung einzelner Bauelemente der Leitschaufel-Anordnung bzw. des die Leitschaufel-Anordnung verwendenden Abgasturboladers vermieden werden. Dies wiederum erlaubt eine Verkleinerung einer Spaltweite zwischen den Leitschaufeln und der Deckscheibe, da durch die erfindungsgemäße Verwendung einer Deckscheibe mit hoher Wärmeleitfähigkeit sichergestellt ist, dass eine wärmebedingte, unerwünschte thermische Expansion der Leitschaufeln vermieden wird, so dass keine thermisch bedingten Reibungseffekte zwischen den Leitschaufeln und der Deckscheibe (bis hin zu einem Verklemmen der Leitschaufeln) auftreten können. In particular, by using ceramic materials with high thermal conductivity, a thermally induced expansion of individual components of the vane arrangement or of the exhaust gas turbocharger using the vane arrangement can be avoided. This in turn allows a reduction of a gap width between the guide vanes and the cover plate, since it is ensured by the inventive use of a cover plate with high thermal conductivity that a heat-related, unwanted thermal expansion of the vanes is avoided, so that no thermally induced friction effects between the vanes and the Cover disc (up to a jamming of the vanes) may occur.

Da die erfindungsgemäße Deckscheibe also eine minimale Spaltweite zwischen den Leitschaufeln und der Deckscheibe ermöglicht, kann eine den Wirkungsgrad der Leitschaufel-Anordnung bzw. des diese Leitschaufel-Anordnung den verwendenden Abgasturboladers herabsetzende Bypass-Strömung durch einen solchen Spalt reduziert oder gar vollständig beseitigt werden, was den Wirkungsgrad der Leitschaufel-Anordnung bzw. des Abgasturboladers deutlich verbessert. Since the cover plate according to the invention thus enables a minimum gap width between the guide vanes and the cover plate, a bypass flow which reduces the efficiency of the guide vanes arrangement or the exhaust gas turbocharger using this guide vanes arrangement can be reduced or even completely eliminated by such a gap significantly improves the efficiency of the guide vane assembly and the exhaust gas turbocharger.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung kann das Keramik-Material eine Wärmeleitfähigkeit von mindestens 120 W/mK aufweisen. Durch Verwendung eines Keramik-Materials mit einer derart hohen Wärmeleitfähigkeit kann (Ab-)Wärme besonders gut aus der Leitschaufel-Anordnung abgeführt werden. In an advantageous development of the solution according to the invention, the ceramic material may have a thermal conductivity of at least 120 W / mK. By using a ceramic material with such a high thermal conductivity (Ab-) heat can be removed particularly well from the vane arrangement.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann das Keramik-Material Siliziumnitrid oder Siliziumcarbid sein. Siliziumcarbid ist eine zur Gruppe der Carbide gehörende chemische Keramik-Verbindung aus Silizium und Kohlenstoff. Da Siliziumcarbid eine hohe mechanische Härte aufweist und zum anderen eine sehr hohe Wärmeleitfähigkeit (reines Siliziumcarbid: ca. 350 W/mK, technisches Siliziumcarbid: bis 140 W/mK) aufweist, ist es als Keramik-Material für die Deckscheibe der erfindungsgemäßen Leitschaufel-Anordnung besonders gut geeignet. In a particularly preferred embodiment, the ceramic material may be silicon nitride or silicon carbide. Silicon carbide is a group of carbides belonging to the chemical ceramic compound of silicon and carbon. Since silicon carbide has a high mechanical hardness and on the other hand a very high thermal conductivity (pure silicon carbide: about 350 W / mK, silicon carbide technical: up to 140 W / mK), it is as a ceramic material for the cover plate of the guide vane assembly according to the invention especially suitable.

Ähnliches gilt für Siliziumnitrid, welches sich neben seiner hohen Festigkeit auch durch einen sehr niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten und einen kleinen Elastizitätsmodul auszeichnet. Keramiken aus Siliziumnitrid können bei Temperaturen bis zu etwa 1300°C zum Einsatz kommen und sind daher für den Einsatz in Abgasturboladern besonders gut geeignet. The same applies to silicon nitride, which, in addition to its high strength, is characterized by a very low thermal expansion coefficient and a small modulus of elasticity. Ceramics made of silicon nitride can be used at temperatures up to about 1300 ° C and are therefore particularly well suited for use in exhaust gas turbochargers.

In einer weiterbildenden Ausführungsform kann der Leitschaufelträgerring oder/und die Leitschaufeln oder/und die Schaufellagerzapfen aus einem Metall hergestellt sein, welches eine geringere Wärmeleitfähigkeit aufweist als die Wärmeleitfähigkeit des Keramik-Materials. Auf diese Weise kann die erfindungsgemäße Deckscheibe aus dem Keramik-Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit mit den weiteren Bauteilen der Leitschaufel-Anordnung wie z.B. dem Leitschaufelträgerring, den Leitschaufeln und dem Schaufellagerzapfen kombiniert werden, die üblicherweise aus einem Metall hergestellt sind. In a further embodiment, the vane support ring and / or the vanes and / or the vane trunnions may be made of a metal having a lower thermal conductivity than the thermal conductivity of the ceramic material. In this way, the cover plate according to the invention can be made of the ceramic material with high thermal conductivity with the other components of the vane arrangement such. the vane support ring, the vanes and the vane journal, which are usually made of a metal combined.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann das Metall eine Wärmeleitfähigkeit von höchstens 20 W/mK aufweisen. In Kombination mit einer Deckscheibe aus dem Keramik-Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit, welche üblicherweise mindestens 120 W/mK aufweist, kann Wärme aus der Leitschaufel-Anordnung und dem diese Leitschaufel-Anordnung verwendenden Turbinengehäuse eines Abgasturboladers besonders effektiv abgeführt werden.In a particularly preferred embodiment, the metal may have a thermal conductivity of at most 20 W / mK. In combination with a cover plate of the ceramic material with high thermal conductivity, which usually has at least 120 W / mK, heat from the vane arrangement and the turbine housing of an exhaust gas turbocharger using this guide vane arrangement can be dissipated particularly effectively.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann das Metall ein Stahl sein.In a particularly preferred embodiment, the metal may be a steel.

Um einen besonders effektiven Wärmetransport durch die Deckscheibe der Leitschaufel-Anordnung sicherzustellen, kann diese in einer weiteren Ausführungsform vollständig aus dem Keramik-Material ausgebildet sein.In order to ensure a particularly effective heat transfer through the cover plate of the vane arrangement, this can be formed entirely from the ceramic material in a further embodiment.

In einer dazu alternativen oder weiterbildenden Ausführungsform kann die Deckscheibe aber auch eine Deckschicht aus dem Keramik-Material umfassen. Dies bedeutet, dass die eigentliche Deckscheibe nicht aus dem erfindungsgemäßen Keramik-Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit ausgebildet sein muss. Dies ermöglicht eine besonders kostengünstige Herstellung der Deckscheibe, welche beispielsweise aus einem Metall, insbesondere Stahl, hergestellt sein kann, so dass das Materialsystem der Deckscheibe und das der verbleibenden Bauteile der Leitschaufel-Anordnung (Leitschaufelträgerring etc.) identisch sein kann. Ein Vorteil einer derartigen Ausbildung der Deckscheibe besteht darin, dass dann alle wesentlichen Bauteile der Leitschaufel-Anordnung aus demselben Materialsystem aufgebaut sind und somit auch einen im Wesentlichen identischen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen. In an alternative or further embodiment, the cover plate may also comprise a cover layer of the ceramic material. This means that the actual cover plate does not have to be formed from the ceramic material according to the invention with high thermal conductivity. This allows a particularly cost-effective production of the cover plate, which may be made of a metal, in particular steel, for example, so that the material system of the cover plate and the remaining components of the vane assembly (vane support ring, etc.) may be identical. An advantage of such a design of the cover plate is that then all the essential components of the guide vane assembly are constructed from the same material system and thus also have a substantially identical thermal expansion coefficient.

Um einen mechanisch stabilen Aufbau der Leitschaufel-Anordnung, insbesondere bei der Verwendung in einem Turbinengehäuse eines Abgasturboladers, sicherzustellen, kann die Leitschaufel-Anordnung in einer besonders bevorzugten Ausführungsform zumindest ein Abstandselement aufweisen, das koaxial zum Schaufellagerzapfen angeordnet ist und den Leitschaufelträgerring auf Abstand zur Deckscheibe hält.In order to ensure a mechanically stable structure of the vane arrangement, in particular when used in a turbine housing of an exhaust gas turbocharger, in a particularly preferred embodiment the vane arrangement can have at least one spacer which is arranged coaxially with the vane journal and the vane support ring at a distance from the cover disk holds.

Die Erfindung betrifft auch einen Abgasturbolader, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einer Leitschaufel-Anordnung mit einem oder mehreren der vorangehend erläuterten Merkmale sowie mit einem Turbinengehäuse mit einer der Leitschaufel-Anordnung zugewandten Gehäusewand, auf welcher die Deckscheibe der Leitschaufel-Anordnung angeordnet ist. Der Abgasturbolader umfasst ferner ein Lagergehäuse sowie ein sich an dem Lagergehäuse abstützendes Federelement, mittels welchem in der axialen Richtung über den Leitschaufelträgerring eine Druckkraft auf das zumindest eine Abstandselement erzeugt wird, so dass dieses die Deckscheibe zur axialen Fixierung gegen das Turbinengehäuse drückt.The invention also relates to an exhaust-gas turbocharger, in particular for a motor vehicle, with a guide-blade arrangement having one or more of the features explained above and with a turbine housing with a housing wall facing the guide-blade arrangement, on which the cover disk of the guide-blade arrangement is arranged. The exhaust-gas turbocharger further comprises a bearing housing and a spring element supported on the bearing housing, by means of which a pressure force is generated on the at least one spacer element in the axial direction via the guide-blade carrier ring, so that this presses the cover disk against the turbine housing for axial fixation.

Die Erfindung betrifft ferner ein Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine sowie mit einem zur Leistungssteigerung dieser Brennkraftmaschine mit dieser in Wirkverbindung stehenden Abgasturbolader mit den vorangehend erläuterten Merkmalen. The invention further relates to a motor vehicle having an internal combustion engine as well as having an exhaust gas turbocharger operatively connected thereto for increasing the output of this internal combustion engine with the features explained above.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus der Zeichnung und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnung.Other important features and advantages of the invention will become apparent from the dependent claims, from the drawing and from the associated description of the figures with reference to the drawing.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.A preferred embodiment of the invention is illustrated in the drawing and will be explained in more detail in the following description.

In der Darstellung der 1 ist eine erfindungsgemäße Leitschaufel-Anordnung dargestellt und mit 1 bezeichnet. Die Leitschaufel-Anordnung 1 umfasst drehbar über einen jeweiligen Schaufellagerzapfen an einem Leitschaufelträgerring 2 gelagerte Leitschaufeln 3, wobei in der Teilansicht der 1 exemplarisch nur eine einzige solche Leitschaufel 3 und entsprechend auch nur ein einziger zugehöriger Schaufellagerzapfen dargestellt ist. Die Leitschaufel-Anordnung 1 umfasst ferner eine zum Leitschaufelträgerring 2 beabstandet angeordnete Deckscheibe 4, wobei die Leitschaufeln 3 jeweils zwischen der Deckscheibe 4 und dem Leitschaufelträgerring 2 angeordnet sind. Die Deckscheibe 4 weist ein Keramik-Material auf, welches wiederum eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist. Die Wärmeleitfähigkeit des Keramik-Materials kann eine Wärmeleitfähigkeit von mindestens 120 W/mK aufweisen, so dass in der Leitschaufel-Anordnung auftretende Abwärme, beispielsweise wenn die Leitschaufel-Anordnung 1 in einem Abgasturbolader zum Einsatz kommt, auf effektive Weise nach außen abgeführt werden kann. Das Keramik-Material kann Siliziumnitrid oder Siliziumcarbid sein. Siliziumcarbid ist eine zur Gruppe der Carbide gehörende chemische Keramik-Verbindung aus Silizium und Kohlenstoff. Da Siliziumcarbid zum einen eine hohe mechanische Härte aufweist und zum anderen eine sehr hohe Wärmeleitfähigkeit (reines Siliziumcarbid: ca. 350 W/mK, technisches Siliziumcarbid: bis 140 W/mK) aufweist, ist es als Keramik-Material für die Deckscheibe der erfindungsgemäßen Leitschaufel-Anordnung besonders gut geeignet. Ähnliches gilt für Siliziumnitrid, welches sich neben seiner hohen Festigkeit auch durch einen sehr niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten und einen kleinen Elastizitätsmodul auszeichnet. Keramiken aus Siliziumnitrid können bei Temperaturen bis zu etwa 1300°C zum Einsatz kommen und sind daher für den Einsatz in Abgasturboladern besonders gut geeignet. Grundsätzlich kommen aber auch andere Keramik-Materialien mit hoher Wärmeleitfähigkeit in Betracht.In the presentation of the 1 a guide vane arrangement according to the invention is shown and with 1 designated. The vane arrangement 1 rotatably via a respective vane journal on a vane support ring 2 mounted vanes 3 , where in the partial view of 1 by way of example, only a single such vane 3 and accordingly, only a single associated blade bearing journal is shown. The vane arrangement 1 further includes a vane support ring 2 spaced cover disc 4 , wherein the vanes 3 each between the cover disc 4 and the vane support ring 2 are arranged. The cover disk 4 has a ceramic material, which in turn has a high thermal conductivity. The thermal conductivity of the ceramic material may have a thermal conductivity of at least 120 W / mK, such that waste heat occurring in the vane assembly, such as when the vane assembly 1 used in an exhaust gas turbocharger, can be discharged to the outside in an effective manner. The ceramic material may be silicon nitride or silicon carbide. Silicon carbide is a group of carbides belonging to the chemical ceramic compound of silicon and carbon. Since silicon carbide on the one hand has a high mechanical hardness and on the other hand a very high thermal conductivity (pure silicon carbide: about 350 W / mK, technical silicon carbide: up to 140 W / mK), it is as a ceramic material for the cover plate of the guide vane according to the invention Arrangement particularly well suited. The same applies to silicon nitride, which, in addition to its high strength, is characterized by a very low thermal expansion coefficient and a small modulus of elasticity. Ceramics made of silicon nitride can be used at temperatures up to about 1300 ° C and are therefore particularly well suited for use in exhaust gas turbochargers. In principle, however, other ceramic materials with high thermal conductivity come into consideration.

Der Leitschaufelträgerring 2 kann aus einem Metall oder einem anderen geeigneten Material hergestellt sein, welches eine geringere Wärmeleitfähigkeit aufweist als die Wärmeleitfähigkeit des Keramik-Materials. Entsprechendes gilt für die Leitschaufeln oder/und die Schaufellagerzapfen. Beispielsweise können diese Bauteile der Leitschaufel-Anordnung aus einem Metall (z.B. Stahl) hergestellt sein, welches eine Wärmeleitfähigkeit von höchstens 20 W/mK aufweist. The vane carrier ring 2 may be made of a metal or other suitable material, which has a lower thermal conductivity than the thermal conductivity of the ceramic material. The same applies to the guide vanes and / or the vane journal. For example, these components of the vane assembly may be made of a metal (eg, steel) having a thermal conductivity of at most 20 W / mK.

In einer ersten Variante kann die Deckscheibe 4 vollständig aus dem Keramik-Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit ausgebildet sein, was einen besonders effektiven Abtransport von Wärme über die Deckscheibe 4 ermöglicht. Alternativ dazu kann die Deckscheibe 4 aber auch aus einem anderen Materialsystem mit niedrigerer Wärmeleitfähigkeit als das Keramik-Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit ausgebildet sein und eine Deckschicht aus dem Keramik-Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit aufweisen. Dies ermöglicht eine besonders kostengünstige Herstellung der Leitschaufel-Anordnung 1. In a first variant, the cover disc 4 be formed entirely of the ceramic material with high thermal conductivity, resulting in a particularly effective removal of heat through the cover plate 4 allows. Alternatively, the cover disk 4 but also be formed of a different material system with lower thermal conductivity than the ceramic material with high thermal conductivity and have a cover layer of the ceramic material with high thermal conductivity. This allows a particularly cost-effective production of the vane arrangement 1 ,

Beispielsweise kann die Deckscheibe 4 in diesem Fall aus demselben Material, beispielsweise Metall bzw. Stahl, hergestellt sein, wie die weiteren Bauelemente der Leitschaufel-Anordnung 1 wie z.B. der Leitschaufelträgerring 2 oder die Leitschaufeln 3. In diesem Fall weisen dann alle Bauteile im Wesentlichen identische physikalische Eigenschaften auf. Insbesondere ist in diesem Fall der thermische Ausdehnungskoeffizient von Deckscheibe und den verbleibenden Bauteilen derselbe.For example, the cover disk 4 in this case be made of the same material, such as metal or steel, as the other components of the vane assembly 1 such as the vane support ring 2 or the vanes 3 , In this case, then all components have substantially identical physical properties. In particular, in this case, the thermal expansion coefficient of the cover plate and the remaining components is the same.

Die Leitschaufel-Anordnung kann zumindest ein Abstandselement 5 aufweisen, das koaxial zum Schaufellagerzapfen angeordnet ist und den Leitschaufelträgerring 2 auf Abstand zur Deckscheibe 4 hält. Die Leitschaufel-Anordnung 1 kann Teil eines Abgasturboladers sein. Ein solcher Abgasturbolader kann ein Turbinengehäuse 6 umfassen, welches in der 1 nur teilweise dargestellt ist. Das Turbinengehäuse 6 kann eine der Leitschaufel-Anordnung 1 zugewandte Gehäusewand 7 aufweisen, auf welcher die Deckscheibe 4 der Leitschaufel-Anordnung 1 angeordnet ist. The vane assembly may include at least one spacer 5 which is arranged coaxially with the vane journal and the vane support ring 2 at a distance to the cover disk 4 holds. The vane arrangement 1 can be part of an exhaust gas turbocharger. Such an exhaust gas turbocharger may be a turbine housing 6 which in the 1 only partially shown. The turbine housing 6 can be one of the vane assembly 1 facing housing wall 7 have, on which the cover plate 4 the vane arrangement 1 is arranged.

Der Abgasturbolader kann ferner ein ebenfalls nur teilweise dargestelltes Lagergehäuse 8 aufweisen. An dem Lagergehäuse 8 kann sich ein Federelement 9 abstützen, mittels welchem in der axialen Richtung A über den Leitschaufelträgerring 2 eine Druckkraft (vergleiche Pfeil D) auf das zumindest eine Abstandselement 5 erzeugt wird, so dass dieses die Deckscheibe 4 zur axialen Fixierung gegen das Turbinengehäuse 6 drückt.The exhaust gas turbocharger may also have a likewise only partially shown bearing housing 8th exhibit. On the bearing housing 8th can a spring element 9 supported by means of which in the axial direction A via the vane support ring 2 a compressive force (see arrow D) on the at least one spacer element 5 is generated, so this is the cover disk 4 for axial fixation against the turbine housing 6 suppressed.

Der Abgasturbolader kann zusammen mit einer Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug zum Einsatz kommen, wobei der Abgasturbolader zur Leistungssteigerung der Brennkraftmaschine mit dieser in Wirkverbindung stehen kann. The exhaust gas turbocharger can be used together with an internal combustion engine in a motor vehicle, wherein the exhaust gas turbocharger for increasing the performance of the internal combustion engine can be in operative connection with this.

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Claims (10)

Leitschaufel-Anordnung (1), insbesondere für einen Abgasturbolader, – mit drehbar über einen jeweiligen Schaufellagerzapfen an einem Leitschaufelträgerring (2) gelagerten Leitschaufeln (3), – mit einer zum Leitschaufelträgerring (2) beabstandeten Deckscheibe (4), wobei die Leitschaufeln (3) zwischen der Deckscheibe (4) und dem Leitschaufelträgerring (2) angeordnet sind, – wobei die Deckscheibe (4) ein Keramik-Material aufweist, – dadurch gekennzeichnet, dass das Keramik-Material eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist.Guide vane arrangement ( 1 ), in particular for an exhaust-gas turbocharger, with-rotatable via a respective blade-bearing journal on a guide-blade carrier ring ( 2 ) mounted guide vanes ( 3 ), - with a guide vane ring ( 2 ) spaced cover plate ( 4 ), wherein the guide vanes ( 3 ) between the cover disc ( 4 ) and the vane carrier ring ( 2 ) are arranged, - wherein the cover plate ( 4 ) has a ceramic material, - characterized in that the ceramic material has a high thermal conductivity. Leitschaufel-Anordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Keramik-Material eine Wärmeleitfähigkeit von mindestens 120 W/mK, aufweist.Guide vane arrangement ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the ceramic material has a thermal conductivity of at least 120 W / mK. Leitschaufel-Anordnung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Keramik-Material Siliziumnitrid oder Siliziumcarbid ist.Guide vane arrangement ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the ceramic material is silicon nitride or silicon carbide. Leitschaufel-Anordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitschaufelträgerring (2) oder/und die Leitschaufeln (3) oder/und die Schaufellagerzapfen aus einem Metall hergestellt sind, welches eine geringere Wärmeleitfähigkeit aufweist als die Wärmeleitfähigkeit des Keramik-Materials.Guide vane arrangement ( 1 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the guide vane support ring ( 2 ) and / or the guide vanes ( 3 ) and / or the vane journal are made of a metal which has a lower thermal conductivity than the thermal conductivity of the ceramic material. Leitschaufel-Anordnung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Metall eine Wärmeleitfähigkeit von höchstens 20 W/mK aufweist.Guide vane arrangement ( 1 ) according to claim 4, characterized in that the metal has a thermal conductivity of at most 20 W / mK. Leitschaufel-Anordnung (1) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Metall ein Stahl ist.Guide vane arrangement ( 1 ) according to claim 4 or 5, characterized in that the metal is a steel. Leitschaufel-Anordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckscheibe (4) vollständig aus dem Keramik-Material ausgebildet ist.Guide vane arrangement ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the cover disc ( 4 ) is formed entirely of the ceramic material. Leitschaufel-Anordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitschaufel-Anordnung (1) zumindest ein Abstandselement (5) aufweist, das koaxial zum Schaufellagerzapfen angeordnet ist und den Leitschaufelträgerring (2) auf Abstand zur Deckscheibe (4) hält.Guide vane arrangement ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the vane arrangement ( 1 ) at least one spacer element ( 5 ) which is arranged coaxially to the vane journal and the guide vane support ring ( 2 ) at a distance to the cover disk ( 4 ) holds. Abgasturbolader, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, – mit einer Leitschaufel-Anordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, – mit einem Turbinengehäuse (6) mit einer der Leitschaufel-Anordnung (1) zugewandten Gehäusewand (7), auf welcher die Deckscheibe (4) der Leitschaufel-Anordnung (1) angeordnet ist, – mit einem Lagergehäuse (8), – mit einem sich an dem Lagergehäuse (8) abstützenden Federelement (9), mittels welchem in der axialen Richtung (A) über den Leitschaufelträgerring (2) eine Druckkraft auf das zumindest eine Abstandselement (5) erzeugt wird, so dass dieses die Deckscheibe (4) zur axialen Fixierung gegen das Turbinengehäuse (6) drückt.Exhaust gas turbocharger, in particular for a motor vehicle, - with a vane arrangement ( 1 ) according to one of the preceding claims, - with a turbine housing ( 6 ) with one of the vane arrangement ( 1 ) facing housing wall ( 7 ), on which the cover disc ( 4 ) of the vane arrangement ( 1 ), - with a bearing housing ( 8th ), - with one on the bearing housing ( 8th ) supporting spring element ( 9 ), by means of which in the axial direction (A) via the guide vane support ring ( 2 ) a pressure force on the at least one spacer element ( 5 ) is generated so that this the cover disc ( 4 ) for axial fixation against the turbine housing ( 6 ) presses. Kraftfahrzeug, – mit einer Brennkraftmaschine, – mit einem zur Leistungssteigerung der Brennkraftmaschine mit dieser in Wirkverbindung stehenden Abgasturbolader nach Anspruch 9.Motor vehicle, With an internal combustion engine, - With an increase in performance of the internal combustion engine with this operatively connected exhaust gas turbocharger according to claim 9.
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