CN110118111A - 涡轮增压器的外壳和涡轮增压器 - Google Patents

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Abstract

一种涡轮增压器的外壳（1），所述外壳（1）至少以部段地环绕待封装的壳体，例如涡轮增压器的涡轮机壳体和/或压缩机壳体和/或轴承壳体，所述外壳具有轴向地邻接待封装的壳体的轴向外壳部分（2、3），所述外壳具有在径向外侧径向地邻接待封装的壳体的至少一个径向外壳部分（4、5），其中，至少一个加强元件（6、7）形成或作用在至少一个外壳部分（2、3、4、5）上。

Description

涡轮增压器的外壳和涡轮增压器
本发明涉及一种涡轮增压器的外壳和一种涡轮增压器。
涡轮增压器的基本构造对于本文所述领域的技术人员是已知的。涡轮增压器包括涡轮机，在所述涡轮机中第一介质膨胀。此外，涡轮增压器包括压缩机，在所述压缩机中使用在涡轮机中在第一介质膨胀期间提取的能量而压缩第二介质。涡轮增压器的涡轮机包括涡轮机壳体和涡轮机转子。涡轮增压器的压缩机包括压缩机壳体和压缩机转子。在涡轮机的涡轮机壳体和压缩机的压缩机壳体之间定位有轴承壳体，其中，轴承壳体一方面连接到涡轮机壳体，并且另一方面连接到压缩机壳体。在轴承壳体中安装有轴，涡轮机转子经由所述轴联接到压缩机转子。
在涡轮增压器的操作期间，存在以下危险：转子（例如涡轮增压器的涡轮机转子或压缩机转子）破损，并且转子的碎片撞击通过相关壳体（即涡轮机壳体或压缩机壳体）。而后存在涡轮增压器的碎片进入周围环境的危险。为了考虑涡轮增压器的转子爆裂的此问题，在从实践中已知的涡轮增压器中的相应壳体被设计成使得不需要预期相应壳体的失败，并且甚至在相应转子破损的情况下，其碎片也不可撞击通过相应壳体。然而，涡轮增压器的重量因此增加。
为了不必要地增加涡轮增压器的重量，并且此外保护已经在本领域中使用的涡轮增压器免于转子的碎片撞击通过到周围环境中，从实践中已经已知的是为涡轮增压器装备外壳，所述外壳在径向外侧和轴向外侧至少以部段地环绕涡轮增压器的涡轮机壳体和/或压缩机壳体和/或轴承壳体。
从实践中已知的用于涡轮增压器的外壳包括轴向外壳部分，所述轴向外壳部分在待封装的壳体的轴向侧上在轴向外侧邻接待封装的壳体。此外，从实践中已知的外壳包括至少一个径向外壳部分，所述径向外壳部分在径向外侧邻接待封装的壳体，并且在彼此相对地定位的轴向外壳部分之间延伸。
从实践中已知的具有轴向外壳部分和至少一个径向外壳部分的外壳基本上具有U形的截面。尽管此类U形基于低制造成本和低部件复杂性是优选的，然而此类外壳的振动激励是不利的。因此，存在对于一种涡轮增压器的外壳的需要，在低重量和低部件复杂性的情况下，所述外壳在涡轮增压器的运行期间具有对于振动的更低趋势。
由此出发，本发明基于的目的是创造一种新型的涡轮增压器的外壳和一种具有此类外壳的涡轮增压器。
此目的通过根据权利要求1的涡轮增压器的外壳而得到解决。
在至少一个外壳元件上形成至少一个加强元件，或至少一个加强元件作用在至少一个外壳元件上。因此，可在低部件复杂性和低生产成本的情况下改善外壳的结构刚度。外壳在涡轮增压器的运行期间具有对于振动的趋势的危险降低。
优选地，多个肋部状或凹印（impression）状加强元件形成在至少一个轴向外壳部分上，或多个加强元件作用在至少一个轴向外壳部分上。在至少一个轴向外壳部分上的肋部状或凹印状加强元件特别优选用于增加外壳的结构刚度并且用于减小外壳的振动趋势。
优选地，第一加强元件形成在相应的轴向外壳部分的外侧上和/或第二加强元件形成在相应的轴向外壳部分的内侧上。特别优选的是加强元件配置成如果其在径向方向并且也在轴向方向上延伸，因此形成夹具状肋部，所述夹具状肋部沿着彼此相对地定位的两个轴向外壳部分在径向方向上延伸并且沿着在其之间定位的径向外壳部分在轴向方向上延伸。由此方式，可特别有利地增加结构刚度并且减小外壳的振动趋势。
根据本发明的涡轮增压器在权利要求9中限定。
本发明的优选的其它扩展从从属权利要求和以下说明中获得。本发明的示例性实施例由附图的方式被更详细地解释，而不限于此。
其中，其显示：
图1根据本发明的用于涡轮增压器的外壳的透视图，
图2根据本发明的外壳的另一实施例的细节的内侧透视图，
图3根据本发明的外壳的另一实施例的细节的外侧透视图。
本发明涉及一种涡轮增压器的外壳和一种具有外壳的涡轮增压器。
本文所述领域的技术人员熟悉涡轮增压器的基本构造。相应地，涡轮增压器包括涡轮机和压缩机，所述涡轮机用于使第一介质膨胀，特别是用于使排气膨胀，所述压缩机用于压缩第二介质，特别是用于压缩增压空气，即使用在涡轮机中在第一介质膨胀期间提取的能量。
涡轮机包括涡轮机转子和涡轮机壳体。压缩机包括压缩机转子和压缩机壳体。涡轮机转子和压缩机转子经由轴联接，所述轴安装在涡轮增压器的轴承壳体中，其中，轴承壳体连接到涡轮机壳体并且也连接到压缩机壳体。
特别是当在操作期间例如涡轮机转子或压缩机转子破损时，其碎片可撞击通过相应壳体（即涡轮机壳体或压缩机壳体），并且进入周围环境。这必须被避免，为了所述目的，已知的是为涡轮增压器装备外壳，所述外壳环绕涡轮增压器的涡轮机壳体和/或压缩机壳体和/或轴承壳体。
优选地，在每种情况下在涡轮机壳体和压缩机壳体的区域中使用单独的外壳，所述外壳在径向外侧和轴向外侧至少以部段地环绕涡轮增压器的待封装的相应壳体。
外壳不仅用于提供爆裂保护。此类外壳还可用于隔热和隔音。
图1显示了外壳1的透视图，所述外壳1用于涡轮增压器的壳体，例如用于未显示的涡轮增压器的涡轮机壳体或压缩机壳体。
外壳1包括彼此相对地定位的轴向外壳部分2和3，其中，在待封装的壳体的每个轴向侧上，轴向外壳部分2、3中的每个布置在邻接壳体的外侧上。
除此之外，外壳1包括至少一个径向外壳部分4、5，所述至少一个径向外壳部分4、5在彼此相对地定位的轴向外壳部分2、3之间延伸，并且在径向外侧邻接待封装的相应壳体。
特别优选的是其中存在两个径向外壳部分的实施例，在径向方向上观察，所述两个径向外壳部分重叠。在此情况下，第一径向外壳部分4从轴向外壳部分2出发，而后在第二轴向外壳部分3的方向上延伸，并且第二径向外壳部分5从第二轴向外壳部分3出发，而后在第一轴向外壳部分2的方向上延伸。与彼此重叠的径向外壳部分4、5而后可连接到彼此。
为了降低外壳的振动易受性，所提出的是至少一个加强元件形成或作用在至少一个外壳部分上。
在图1中显示的示例性实施例中，多个加强元件在每种情况下形成在轴向外壳部分3上：即在其外侧3a上和在其内侧3b上，即第一加强元件6在外侧3a上并且第二加强元件7在内侧3b上。此类加强元件也可形成在相对地定位的轴向外壳部分2的外侧2a和内侧2b上。
形成在轴向外壳部分3的外侧3a上的第一加强元件6具有T形轮廓，所述T形轮廓具有在径向方向上延伸的第一部段6a并且具有在周向方向上延伸的第二部段6b。相应地，这些加强元件6形成T形肋部。在轴向外壳部分3的内侧3b上形成第二加强元件7，所述第二加强元件7优选地定轮廓为楔形。这些楔形加强元件7作用在轴向外壳部分3的内侧3b和邻接的径向外壳部分4、5的内侧4b、5b上。
形成在轴向外壳部分3的外侧3a上的第一加强元件6背向待封装的壳体。形成在轴向外壳部分3的内侧3b上的第二加强元件7面向待封装的壳体。
图2显示了外壳的轴向外壳部分2和邻接的径向外壳部分4的内侧视图，其中，在图2中，形成在轴向外壳部分2的内侧2b上的楔形第二加强元件7是可见的。这些楔形第二加强元件7基本上在径向方向和轴向方向上延伸。这些楔形第二加强元件7一方面作用在轴向外壳部分2的内侧2b上，并且另一方面作用在径向外壳部分4的内侧4b上。
图3显示了轴向外壳部分2的外侧2a和邻接的径向外壳部分4的外侧4a的外侧视图。此处，多个第一加强元件6再一次形成在轴向外壳部分2的外侧2a上，所述多个第一加强元件6在径向方向上延伸，并且借助于其径向内端部在周向方向上邻接封闭的周向加强元件8。
在所显示的示例性实施例中，所有加强元件6、7和8由肋部状结构形成。还可能的是通过凹印形成相应的加强元件。
形成为凹印的加强元件整体地形成在相应的外壳部分上。
形成为肋部的加强元件6、7和8可整体地形成在相应的外壳部分上，或实施成单独的组件并且优选地通过焊接或铆接或螺纹连接而连接到其。
在未显示的本发明的一种型式中设置成，形成在外壳1的外侧上的加强元件夹具状地环绕外壳部分而延伸，即环绕彼此相对地定位的两个轴向外壳部分2、3并且经由在其之间延伸的径向外壳部分4、5而延伸。在此情况下，夹具状加强元件而后在轴向外壳部分2和3的区域中在其外侧2a和3a上在径向方向上延伸，并且在定位在径向外侧的径向外壳部分4或5的区域中在其外侧4a或5a上在轴向方向上延伸。借助于在外壳1外侧的区域中并且因此在外壳部分2、3、4、5外侧的区域中的此类夹具状加强元件，可特别有利地增加外壳1的结构刚度。
此类夹具式加强元件也可形成在轴向外壳部分2和3的内侧和径向外壳部分4或5的内侧上。在此情况下，夹具状加强元件而后在轴向外壳部分2和3的区域中在其内侧2b和3b上在径向方向上延伸，并且在定位在径向内侧的径向外壳部分4或5的区域中在其内侧4b或5b上在轴向方向上延伸。
加强元件可规则地分布在相应的外壳部分上，或仅提供在其选定区域上。
此外，本发明涉及一种具有外壳的涡轮增压器，所述外壳优选地布置成环绕涡轮增压器的涡轮机的涡轮机壳体的涡轮机流入壳体。然而，也可在涡轮增压器的压缩机壳体的区域中使用所述外壳。
附图标记列表
1 外壳
2 轴向外壳部分
2a 外侧
2b 内侧
3 轴向外壳部分
3a 外侧
3b 内侧
4 径向外壳部分
4a 外侧
4b 内侧
5 径向外壳部分
6 加强元件
6a 部段
6b 部段
7 加强元件
8 加强元件。

Claims (9)

1.一种涡轮增压器的外壳（1），所述外壳（1）至少以部段地环绕待封装的壳体，例如涡轮增压器的涡轮机壳体和/或压缩机壳体和/或轴承壳体，
所述外壳具有轴向外壳部分（2、3），所述轴向外壳部分（2、3）在轴向外侧邻接所述待封装的壳体，
所述外壳具有至少一个径向外壳部分（4、5），所述径向外壳部分（4、5）在径向外侧邻接所述待封装的壳体，
其特征在于，
至少一个加强元件（6、7、8）形成或作用在至少一个外壳部分（2、3、4、5）上。
2.根据权利要求1所述的外壳，其特征在于，多个加强元件（6、7、8）形成或作用在至少一个轴向外壳部分（2、3）上。
3.根据权利要求2所述的外壳，其特征在于，第一加强元件（6）形成或作用在相应的轴向外壳部分（2、3）的外侧（2a、3a）上。
4.根据权利要求3所述的外壳，其特征在于，所述第一加强元件（6）实施成肋部或凹印，所述肋部或凹印至少以部段地在径向方向上延伸。
5.根据权利要求3或4所述的外壳，其特征在于，所述第一加强元件（6、8）实施成肋部或凹印，所述肋部或凹印至少以部段地在周向方向上延伸。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的外壳，其特征在于，第二加强元件（7）形成或作用在相应的轴向外壳部分（2、3）的内侧（2b、3b）上。
7.根据权利要求6所述的外壳，其特征在于，所述第二加强元件（7）形成为楔形，所述第二加强元件（7）形成或作用在相应的轴向外壳部分（2、3）的内侧（2b、3b）和邻接的径向外壳部分（4、5）的内侧上。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的外壳，其特征在于，所述加强元件形成为夹具状，所述加强元件在每种情况下沿着相对地定位的轴向外壳部分（2、3）在径向方向上延伸，且沿着在所述轴向外壳部分（2、3）之间定位的径向外壳部分（4、5）在轴向方向上延伸。
9.一种涡轮增压器，
具有涡轮机，用于使第一介质膨胀，
具有压缩机，用于使用在所述涡轮机中在所述第一介质膨胀期间提取的能量而压缩第二介质，
其中，涡轮机的涡轮机壳体和压缩机的压缩机壳体中的每个连接到布置在所述涡轮机壳体和压缩机壳体之间的轴承壳体，其特征在于，
根据权利要求1至8中任一项所述的外壳（1），在径向外侧和轴向外侧至少以部段地环绕所述涡轮机壳体和/或压缩机壳体和/或轴承壳体。
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