CH714157A2 - Turbocharger. - Google Patents
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Abstract
Turbolader (1), mit einer Turbine zur Entspannung eines ersten Mediums, wobei die Turbine einen Turbinenrotor und ein Turbinengehäuse aus einem Zuströmgehäuse (11) und einem Abströmgehäuse (12) aufweist, mit einem Verdichter (3) zur Verdichtung eines zweiten Mediums unter Nutzung von in der Turbine bei Entspannung des ersten Mediums gewonnener Energie, wobei der Verdichter (3) einen mit dem Turbinenrotor über eine Welle gekoppelten Verdichterrotor, ein Verdichtergehäuse (6) und einen Ansaugstutzen/Einsatzstück (17) aufweist, mit einem Lagergehäuse (9), in welchem die den Turbinenrotor und den Verdichterrotor koppelnde Welle gelagert ist, mit Schraubverbindungen, über die das Zuströmgehäuse (11) und das Abströmgehäuse (12) der Turbine, das Verdichtergehäuse (6) und der Ansaugstutzen (17), sowie das Lagergehäuse (9) mit dem Turbinengehäuse und dem Verdichtergehäuse (6) verbunden sind. Turbinenseitige Schrauben (18) und verdichterseitige Schrauben (21) sind zur Ausbildung von entsprechenden Schraubverbindungen identisch ausgeführt.A turbocharger (1) having a turbine for expanding a first medium, the turbine having a turbine rotor and a turbine housing comprising an inlet housing (11) and a discharge housing (12), with a compressor (3) for compressing a second medium using energy recovered in the turbine upon expansion of the first medium, the compressor (3) having a compressor rotor coupled to the turbine rotor via a shaft, a compressor housing (6), and a suction / insert (17) having a bearing housing (9) in which the shaft coupling the turbine rotor and the compressor rotor is mounted, with screw connections, via which the inflow housing (11) and the outflow housing (12) of the turbine, the compressor housing (6) and the intake manifold (17), and the bearing housing (9) the turbine housing and the compressor housing (6) are connected. Turbine-side screws (18) and compressor-side screws (21) are designed to form identical screw identical.
Description
Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft einen Turbolader.Description [0001] The invention relates to a turbocharger.
[0002] Ein Turbolader verfügt über eine Turbine zur Entspannung eines ersten Mediums sowie über einen Verdichter zur Verdichtung eines zweiten Mediums. Die Turbine des Turboladers verfügt über ein Turbinengehäuse und einen Turbinenrotor. Der Verdichter des Turboladers verfügt über ein Verdichtergehäuse und einen Verdichterrotor. Der Turbinenrotor und der Verdichterrotor sind über eine Welle miteinander verbunden, die in einem Lagergehäuse des Turboladers drehbar gelagert ist. Das Lagergehäuse des Turboladers ist sowohl mit dem Turbinengehäuse als auch mit dem Verdichtergehäuse verbunden. Die Turbine eines Turboladers kann als Axialturbine oder auch als Radialturbine ausgeführt sein. Ebenso kann der Verdichter eines Turboladers als Axialverdichter oder als Radialverdichter ausgeführt sein.A turbocharger has a turbine for relaxing a first medium and a compressor for compressing a second medium. The turbine of the turbocharger has a turbine housing and a turbine rotor. The compressor of the turbocharger has a compressor housing and a compressor rotor. The turbine rotor and the compressor rotor are connected to each other via a shaft which is rotatably mounted in a bearing housing of the turbocharger. The bearing housing of the turbocharger is connected to both the turbine housing and the compressor housing. The turbine of a turbocharger can be designed as an axial turbine or as a radial turbine. Likewise, the compressor of a turbocharger may be designed as an axial compressor or as a centrifugal compressor.
[0003] Das Turbinengehäuse der Turbine eines Turboladers verfügt über ein Zuströmgehäuse und ein Abströmgehäuse. Das Zuströmgehäuse des Turbinengehäuses und das Abströmgehäuse des Turbinengehäuses der Turbine sind über Schrauben miteinander verbunden.The turbine housing of the turbine of a turbocharger has a Zuströmgehäuse and a discharge housing. The inlet housing of the turbine housing and the outflow housing of the turbine housing of the turbine are connected to one another via screws.
[0004] Dann, wenn die Turbine als Radialturbine ausgeführt ist, ist das Zuströmgehäuse des Turbinengehäuses zwischen dem Abströmgehäuse des Turbinengehäuses und dem Lagergehäuse anordnet, sodass dann das Lagergehäuse mit dem Zuströmgehäuse des Turbinengehäuses über weitere Schrauben verbunden ist.Then, when the turbine is designed as a radial turbine, the Zuströmgehäuse the turbine housing between the outflow housing of the turbine housing and the bearing housing is arranged so that then the bearing housing is connected to the Zuströmgehäuse the turbine housing via other screws.
[0005] Dann, wenn die Turbine als Axialturbine ausgeführt ist, ist das Abströmgehäuse des Turbinengehäuses zwischen dem Lagergehäuse und dem Zuströmgehäuse des Turbinengehäuses positioniert, sodass dann das Abströmgehäuse des Turbinengehäuses mit dem Lagergehäuse über Schrauben verbunden ist.Then, when the turbine is designed as an axial turbine, the outflow housing of the turbine housing between the bearing housing and the Zuströmgehäuse the turbine housing is positioned so that then the outflow housing of the turbine housing is connected to the bearing housing via screws.
[0006] Ein Ansaugstutzen oder ein Einsatzstück des Verdichters ist über weitere Schrauben mit dem Verdichtergehäuse verbunden, wobei über den Ansaugstutzen oder das Einsatzstück Luft vom Verdichter zur Verdichtung angesaugt wird.An intake manifold or an insert of the compressor is connected via additional screws to the compressor housing, being sucked via the intake manifold or the insert piece of air from the compressor for compression.
[0007] Ferner ist es bekannt, einen Turbolader über Aufstellfüsse an einem Maschinenfundament oder an einer Brennkraftmaschine zu montieren. Diese Aufstellfüsse können mit dem Turbinengehäuse und/oder dem Lagergehäuse und/oder dem Verdichtergehäuse über Schrauben verbunden sein.Further, it is known to mount a turbocharger on Aufstellfüsse on a machine foundation or on an internal combustion engine. This Aufstellfüsse can be connected to the turbine housing and / or the bearing housing and / or the compressor housing via screws.
[0008] Bei aus der Praxis bekannten Turboladern kommen im Bereich jeder der oben genannten Schraubverbindungen individuell angepasste Schrauben zum Einsatz. Da es sich bei diesen Schrauben um sicherheitsrelevante Bauteile handelt, die im Schadenfalls ein Austreten von Bauteilen aus dem Turbolader verhindern sollen, handelt es sich bei den verwendeten Schrauben jeweils um sogenannte Konstruktionsschrauben mit erhöhten Anforderungen, aufwendigen Prüfungen und dergleichen, wodurch Kosten des Turboladers steigen.When known from practice turbochargers come in the field of each of the above screw individually customized screws used. Since these screws are safety-relevant components which are intended to prevent the escape of components from the turbocharger in the event of a damage, the screws used are in each case so-called construction bolts with increased requirements, complex tests and the like, which increases the cost of the turbocharger.
[0009] Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen neuartigen Turbolader zu schaffen.On this basis, the present invention seeks to provide a novel turbocharger.
[0010] Diese Aufgabe wird durch einen Turbolader nach Anspruch 1 gelöst. Turbinenseitige Schrauben und verdichterseitige Schrauben zur Ausbildung von entsprechenden Schraubverbindungen sind identisch ausgeführt.This object is achieved by a turbocharger according to claim 1. Turbine-side screws and compressor-side screws for the formation of corresponding screw connections are identical.
[0011] Mit der hier vorliegenden Erfindung wird erstmals vorgeschlagen, an einem Verdichter und an einer Turbine eines Turboladers identische Schrauben zu nutzen, um entsprechende Schraubverbindungen im Bereich des Verdichters sowie der Turbine auszubilden. Hierdurch wird die Anzahl an Gleichteilen des Turboladers erhöht. Entsprechende Schrauben können dann in höheren Stückzahlen gefertigt werden, wodurch Kosten gesenkt werden können.With the present invention, it is first proposed to use identical screws on a compressor and on a turbine of a turbocharger to form corresponding screw in the region of the compressor and the turbine. This increases the number of identical parts of the turbocharger. Corresponding screws can then be manufactured in higher quantities, which costs can be reduced.
[0012] Vorzugsweise sind Schrauben zur Verbindung des Turbinenzuströmgehäuses und des Turbinenabströmgehäuses und Schrauben zur Verbindung des Verdichtergehäuses und des Ansaugstutzens oder des Einsatzstückes identisch ausgeführt. Dies ist zur Verwendung einer möglichst grossen Anzahl identischer Schrauben und zur Reduzierung von Kosten besonders bevorzugt.Preferably, bolts for connecting the Turbinenzuströmgehäuses and the Turbinenabströmgehäuses and screws for connecting the compressor housing and the intake manifold or the insert are made identical. This is particularly preferred for using the largest possible number of identical screws and for reducing costs.
[0013] Vorzugsweise sind ferner auch Schrauben zur Befestigung des Lagergehäuses am Turbinengehäuse und/oder Schrauben zur Befestigung des Lagergehäuses am Verdichtergehäuse und/oder Schrauben zur Befestigung von Aufstellfüssen des Turboladers am Turbinengehäuse und/oder Lagergehäuse und/oder Verdichtergehäuse identisch ausgeführt. Hiermit kann die Anzahl identischer Schrauben und damit die Anzahl von Gleichteilen weiter erhöht werden. Kosten können weiter reduziert werden.Preferably also screws for mounting the bearing housing on the turbine housing and / or screws for mounting the bearing housing on the compressor housing and / or screws for mounting Aufstellfüssen the turbocharger on the turbine housing and / or bearing housing and / or compressor housing are identical. Hereby, the number of identical screws and thus the number of identical parts can be further increased. Costs can be further reduced.
[0014] Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:Preferred embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims and the description below. Embodiments of the invention will be described, without being limited thereto, with reference to the drawings. Showing:
Fig. 1 einen Querschnitt durch einen ersten Turbolader,1 shows a cross section through a first turbocharger,
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines zweiten Turboladers,2 is a schematic representation of a second turbocharger,
Fig. 3 ein Detail des Turboladers der Fig. 2;FIG. 3 is a detail of the turbocharger of FIG. 2; FIG.
Fig. 4 ein weiteres Detail des Turboladers der Fig. 2; undFIG. 4 shows a further detail of the turbocharger of FIG. 2; FIG. and
Fig. 5 ein weiteres Detail des Turboladers der Fig. 2.FIG. 5 shows a further detail of the turbocharger of FIG. 2. FIG.
[0015] Fig. 1 zeigt den grundsätzlichen Aufbau eines ersten Turboladers 1. Der Turbolader 1 verfügt über eine Turbine 2 zur Entspannung eines ersten Mediums, insbesondere zur Entspannung von Abgas einer Brennkraftmaschine. Ferner verfügt ein Turbolader 1 über einen Verdichter 3 zur Verdichtung eines zweiten Mediums, insbesondere von Ladeluft, und zwar unter Nutzung von in der Turbine 2 bei der Entspannung des ersten Mediums gewonnener Energie. Die Turbine 2 verfügt über ein Turbinengehäuse 4 und einen Turbinenrotor 5. Der Verdichter 3 verfügt über ein Verdichtergehäuse 6 und einen Verdichterrotor 7. Der Verdichterrotor 7 ist mit dem Turbinenrotor 5 über eine Welle 8 gekoppelt, die in einem Lagergehäuse 9 gelagert ist, wobei das Lagergehäuse 9 zwischen dem Turbinengehäuse 4 und dem Verdichtergehäuse 5 positioniert und sowohl mit dem Turbinengehäuse 4 und dem Verdichtergehäuse 5 verbunden ist. Ferner zeigt Fig. 1 einen verdichterseitigen Schalldämpfer 10.Fig. 1 shows the basic structure of a first turbocharger 1. The turbocharger 1 has a turbine 2 for relaxing a first medium, in particular for the relaxation of exhaust gas of an internal combustion engine. Furthermore, a turbocharger 1 has a compressor 3 for compressing a second medium, in particular charge air, using energy obtained in the turbine 2 during the expansion of the first medium. The turbine 2 has a turbine housing 4 and a turbine rotor 5. The compressor 3 has a compressor housing 6 and a compressor rotor 7. The compressor rotor 7 is coupled to the turbine rotor 5 via a shaft 8 which is mounted in a bearing housing 9, wherein the Bearing housing 9 positioned between the turbine housing 4 and the compressor housing 5 and is connected to both the turbine housing 4 and the compressor housing 5. Furthermore, FIG. 1 shows a compressor-side muffler 10.
[0016] Das Turbinengehäuse 4 der Turbine 2 umfasst ein Zuströmgehäuse 11 und ein Abströmgehäuse 12. Über das Zuströmgehäuse 11 kann das im Bereich der Turbine 2 zu entspannende erste Medium dem Turbinenrotor 5 zugeführt werden. Überdas Abströmgehäuse 12 strömt im Bereich des Turbinenrotors 5 entspanntes erstes Medium von der Turbine 2 weg.The turbine housing 4 of the turbine 2 comprises a Zuströmgehäuse 11 and a discharge housing 12. About the Zuströmgehäuse 11 which can be supplied to the turbine rotor 5 in the region of the turbine 2 to relaxing first medium. About the outflow housing 12 flows in the region of the turbine rotor 5 relaxed first medium away from the turbine 2.
[0017] Das Turbinengehäuse 4 umfasst neben dem Zuströmgehäuse 11 und dem Abströmgehäuse 12 ein Einsatzstück 13, wobei das Einsatzstück 13 insbesondere im Bereich des Zuströmgehäuses 11 verläuft, und zwar benachbart zum Turbinenrotor 5 radial aussen angrenzend an Laufschaufeln 14 des Turbinenrotors 5. Das Turbinengehäuse 4 umfasst weiterhin einen Düsenring 15. Der Düsenring 15 wird auch als Turbinenleitapparat bezeichnet. Ferner zeigt Fig. 1 im Verbindungbereich von Zuströmgehäuse 11 und Lagergehäuse 9 einen Dichtdeckel 16. Der Dichtdeckel 16 wird auch als Lagergehäusedeckel oder Hitzeschild bezeichnet.The turbine housing 4 comprises in addition to the Zuströmgehäuse 11 and the outflow housing 12 an insert 13, wherein the insert 13 extends in particular in the region of the Zuströmgehäuses 11, adjacent to the turbine rotor 5 radially outwardly adjacent to blades 14 of the turbine rotor 5. The turbine housing further comprises a nozzle ring 15. The nozzle ring 15 is also referred to as Turbinenleitapparat. Furthermore, Fig. 1 in the connection region of Zuströmgehäuse 11 and bearing housing 9 a sealing cover 16. The sealing cover 16 is also referred to as a bearing housing cover or heat shield.
[0018] Ferner zeigt Fig. 1 verdichterseitig einen Ansaugstutzen/Einsatzstück 17, überden der Verdichter 3 Luft vom Schalldämpfer 10 ansaugt.Further, Fig. 1 compressor side, an intake / insert 17, via the compressor 3 sucks air from the muffler 10.
[0019] Bei dem Turbolader der Fig. 1 ist die Turbine 2 als Radialturbine ausgeführt. In diesem Fall ist dann das Zuströmgehäuse 11 der Turbine 2 zwischen dem Lagergehäuse 9 und dem Abströmgehäuse 12 positioniert. Fig. 1 kann entnommen werden, dass das Zuströmgehäuse 11 der Turbine 2 und das Abströmgehäuse 12 derselben über Schrauben 18 verbunden sind. Das Lagergehäuse 9 ist mit dem Zuströmgehäuse 11 der Turbine über Schrauben 19 verbunden, und zwar unter Ausbildung einer Spannpratzenverbindung. Ferner ist das Lagergehäuse 9 mit dem Verdichtergehäuse 6 über Schrauben 20 verbunden, ebenfalls unter Ausbildung einer Spannpratzenverbindung. Ferner ist der Ansaugstutzen/Einsatzstück 17 mit dem Verdichtergehäuse 6 über Schrauben 21 verbunden.In the turbocharger of Fig. 1, the turbine 2 is designed as a radial turbine. In this case, the inflow housing 11 of the turbine 2 is then positioned between the bearing housing 9 and the outflow housing 12. It can be seen that the inflow housing 11 of the turbine 2 and the outflow housing 12 thereof are connected via screws 18. The bearing housing 9 is connected to the inlet housing 11 of the turbine via screws 19, to form a Spannpratzenverbindung. Further, the bearing housing 9 is connected to the compressor housing 6 via screws 20, also forming a Spannpratzenverbindung. Further, the intake manifold / insert 17 is connected to the compressor housing 6 via screws 21.
[0020] Einen weiteren Turbolader 1 zeigt Fig. 2, wobei beim Turbolader 1 der Fig. 2 die Turbine 2 als Axialturbine ausgeführt ist. In diesem Fall ist dann das Abströmgehäuse 12 des Turbinengehäuses 4 der Turbine 2 zwischen dem Lagergehäuse 9 und dem Zuströmgehäuse 11 angeordnet. Fig. 2 zeigt Schrauben 18, die der Verbindung von Zuströmgehäuse 11 und Abströmgehäuse 12 der Axialturbine 2 der Fig. 2 dienen. Ferner zeigt Fig. 2 Schrauben 21, die der Verbindung des Verdichtergehäuses 6 mit dem Ansaugstutzen/Einsatzstück 17 dienen. Die Schrauben 19, 20, über die das Lagergehäuse 9 mit dem Verdichtergehäuse 6 und dem Turbinengehäuse 4 verbunden ist, sind in Fig. 2 nicht gezeigt. Fig. 2 zeigt jedoch Aufstellfüsse 22, die dem Aufstellen des Turboladers 1 der Fig. 2 auf einem Maschinenfundament oder auf Baugruppen einer Brennkraftmaschine dienen. Dabei ist ein turbinenseitiger Aufstellfuss 22 über Schrauben 23 mit dem Turbinengehäuse 4 verbunden, nämlich mit dem Abströmgehäuse 12 des Turbinengehäuses 4.Another turbocharger 1 is shown in FIG. 2, wherein the turbocharger 1 of FIG. 2, the turbine 2 is designed as an axial turbine. In this case, then the outflow housing 12 of the turbine housing 4 of the turbine 2 between the bearing housing 9 and the Zuströmgehäuse 11 is arranged. Fig. 2 shows screws 18, which serve the connection of Zuströmgehäuse 11 and outflow housing 12 of the axial turbine 2 of FIG. 2. Further, Fig. 2 shows screws 21, which serve to connect the compressor housing 6 with the intake / insert 17. The screws 19, 20, via which the bearing housing 9 is connected to the compressor housing 6 and the turbine housing 4 are not shown in Fig. 2. Fig. 2, however, shows Aufstellfüsse 22, which serve to set up the turbocharger 1 of FIG. 2 on a machine foundation or on assemblies of an internal combustion engine. In this case, a turbine-side erection foot 22 is connected via screws 23 to the turbine housing 4, namely with the outflow housing 12 of the turbine housing 4.
[0021] Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung sind turbinenseitige Schrauben und verdichterseitige Schrauben zur Ausbildung von entsprechenden Schraubverbindungen identisch ausgeführt.For the purposes of the present invention, turbine-side screws and compressor-side screws are designed to form corresponding screw identical.
[0022] Dadurch kann die Anzahl identischer Schrauben und damit die Anzahl von Gleichteilen an einem Turbolader 1 erhöht werden. Kosten können hierdurch reduziert werden.As a result, the number of identical screws and thus the number of identical parts can be increased on a turbocharger 1. Costs can be reduced.
[0023] Nach einer vorteilhaften Weiterbildung sind die Schrauben 18 zur Verbindung des Zuströmgehäuses 11 und Ab-strömgehäuses 12 des Turbinengehäuses 4 der Turbine 2 sowie Schrauben 21 zur Verbindung des Verdichtergehäuses 6 und des Ansaugstutzens 17 identisch ausgeführt. So zeigen Fig. 3 und 5 Details der Schraubverbindungen unter Verwendung der Schrauben 18 und 21, also einerseits eine Schraubverbindung zwischen Zuströmgehäuse 11 und Abströmgehäuse 12 des Turbinengehäuses 4 der Turbine 2 des Turboladers 1 der Fig. 2 und andererseits eine Schraubverbindung unter Verwendung der Schraube 21 zwischen Verdichtergehäuse 6 und Ansaugstutzen/Einsatzstück 17. Diese Schrauben 18, 21 sind identisch ausgeführt. Dieselben verfügen demnach über identische Gewindedurchmesser, identische Gewindelängen und sind aus identischen Werkstoffen gefertigt. Es gibt keinerlei Unterschiede zwischen diesen Schrauben 18, 21.According to an advantageous embodiment, the screws 18 for connecting the Zuströmgehäuses 11 and Ab-strömgehäuses 12 of the turbine housing 4 of the turbine 2 and screws 21 for connecting the compressor housing 6 and the intake manifold 17 are identical. 3 and 5 show details of the screw connections using the screws 18 and 21, ie on the one hand a screw connection between inlet housing 11 and outflow housing 12 of the turbine housing 4 of the turbine 2 of the turbocharger 1 of FIG. 2 and on the other hand a screw connection using the screw 21st between the compressor housing 6 and intake / insert 17. These screws 18, 21 are identical. They therefore have identical thread diameters, identical thread lengths and are made of identical materials. There are no differences between these screws 18, 21.
[0024] Vorzugsweise sind ferner auch die Schrauben 23, die der Befestigung der Aufstellfüsse 22 am Abströmgehäuse 12 des Turbinengehäuses 4 der Turbine 2 der Fig. 2 dienen, identisch ausgeführt wie die Schrauben 21 und 18. Fig. 4 zeigt ein Detail dieser Schraubverbindung zwischen dem Abströmgehäuse 12 des Turbinengehäuses 4 und den Aufstellfüssen 22 unter Verwendung der Schrauben 23.Preferably, also the screws 23 which serve to secure the Aufstellfüsse 22 on Abströmgehäuse 12 of the turbine housing 4 of the turbine 2 of FIG. 2, identical executed as the screws 21 and 18. Fig. 4 shows a detail of this screw between the outflow housing 12 of the turbine housing 4 and the Aufstellfüssen 22 using the screws 23rd
[0025] Nach einer vorteilhaften Weiterbildung sind auch die Schrauben 19, welche der Befestigung des Lagergehäuses 9 am Turbinengehäuse 4 dienen, sowie die Schrauben 20, die der Verbindung des Lagergehäuses 9 am VerdichtergehäuseAccording to an advantageous development, the screws 19, which serve the attachment of the bearing housing 9 on the turbine housing 4, and the screws 20, the connection of the bearing housing 9 on the compressor housing
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