CN1444689A - 涡轮增压器固定用装置 - Google Patents

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Abstract

用于以一个一体成型在涡轮增压器的排气壳(10)上的固定脚(12)将涡轮增压器固定在底座上的装置，该固定脚(12)具有彼此有间距的、最好为彼此星形设置的长孔(16)。为了固定涡轮增压器，带有通孔的滑块(26)可插入长孔(16)中，固定在底座中的固定元件(30、30′)可穿过这些通孔。

Description

涡轮增压器固定用装置
技术领域
本发明涉及一种用于将涡轮增压器固定在一个按独立权利要求1的前序部分的特征的底座上的装置。
背景技术
为了将涡轮增压器固定在一个底座上，存在一系列非常不同的可能性。因为目前使用的涡轮增压器通常大多具有一个不冷却的机壳，故在将涡轮增压器固定在通常较冷的底座上会在涡轮增压器和底座之间出现不同的热膨胀问题，这将导致固定装置的应变。为了解决该问题，通常在涡轮增压器和底座之间引入单独的固定脚，该固定脚可通过特殊的结构吸收不同的膨胀。此外，这些固定脚通常还允许涡轮增压器的机壳的至少一部分具有空间可变的定位。所述类型的单独的固定脚例如可从DE-A-44 32 073和DE-OS-36 41 478中得知。
用于特殊用途的涡轮增压器通常只具有一个用于排气壳的特定位置，在机车中是例如向上开口的。对于这样的情况，一个与排气壳连成一体的固定脚在制造和安装成本方面，比单独的固定脚更为低成本。对冷却的、其在底座和机壳之间几乎没有热膨胀偏差的排气壳而言，通过与排气壳一体结构的固定脚不会产生问题。一个这样的一体成型在冷却的排气壳上的固定脚的实例可从文献“用于介质和较大发动机的新型涡轮增压器”(柴油和气体涡轮的发展，第36f页，1968年12月)得出。因为带冷却的排气壳的涡轮增压器的制造和运作比带不冷却的排气壳的涡轮增压器昂贵和复杂，所以寻求一种可能性，即既利用带一体成型的固定脚的涡轮增压器的优点，又利用带不冷却的排气壳的涡轮增压器的优点。
发明内容
因此，本发明的任务是提供一种涡轮增压器的固定装置，其具有一个一体成型在排气壳上的固定脚并可以吸收或补偿底座和排气壳的不同的热膨胀。
该任务通过具有权利要求1的特征的固定装置解决。
一个一体成型在排气壳上的固定脚具有彼此间隔设置的长孔，其纵轴线星形地交汇在一个中心处。在该长孔中可插入有滑块，该滑块在其通孔中容纳有固定元件，如螺钉。借助于该螺钉，一体成型在涡轮增压器的排气壳上的固定脚和由此该涡轮增压器可拆卸地固定在底座上。随着与涡轮增压器连接的内燃机的起动，排气壳和在其上一体成型的固定脚相对于底座升温。在这种情况下，升温的材料的膨胀将可为几毫米。此时，螺钉不像固定脚和底座之间的一般螺钉连接件那样受到弯曲负荷作用，固定脚的膨胀的材料可以说在底座上的固定螺钉的滑块之下运动。螺钉仍无应力地在滑块中伸展，而在长孔中发生滑块的相对运动。因此，即使在数个温度循环之后，也不会出现材料疲劳，并且不存在由于可能的固定失效造成的安全隐患。
长孔的纵轴线的星形布置允许最佳的相对运动。长孔纵轴线的共同中心有利于稳固性和稳定性地位于在涡轮增压器的轴线之下。对于公知的在温度影响下只沿一个方向强烈膨胀的材料而言，有利的是，如此设置长孔，使不是所有长孔的纵轴线都交汇在一个共同中心处或以不同于星形形式的方式布置。
如果上述长孔向着固定脚的外周开口，则滑块在长孔中的相对运动较少地被限制，而且所不寻常的强烈的膨胀由固定装置吸收，而螺钉又不受到弯曲负荷的作用。此外，固定脚的机加工变得更为简单并且滑块的装配变得更为容易。
长孔的数目n最好为n≥3。这对于稳固性有有利的影响。如果有4个长孔，则长孔的星形纵轴线彼此以直角取向是特别有利的。这允许有利的相对运动和良好的稳固性。
具有T形横截面的、有一个脚和两个臂的滑块结构最好地满足了对滑块的要求。T形滑块的脚有间隙地充满长孔的宽度。脚的长度有利地大于脚的宽度，目的是在长孔中更好地导向。T形滑块的臂伸出长孔的位于背离固定脚的一侧上的边缘。这有利于滑块在长孔中导向，同时也有利于固定元件的夹紧力向固定脚和底座上的良好的力传递。如果使用例如一个螺钉或一个带较大头部的螺栓作为固定元件，则T形横截面的臂还用作一个垫圈，并防止在相对运动时螺帽和固定脚的导致磨损的相对滑动。
对于封闭的长孔而言，可理解的是，滑块脚的长度必须小于长孔长度，从而为滑块在长孔中的相对运动保留足够的空间。在对着滑块外周开口的长孔中，如果滑块脚大约和长孔一样长或甚至长于长孔，则更有利于滑块的导向。
滑块脚的脚高度大约相应于长孔的孔高度。这有助于避免滑块在长孔中的倾斜，并可使螺钉得以良好的导向。滑块的总高度与其长度的比值应该大于1，以防止滑块倾斜，并据此防止螺钉受到弯曲负荷作用。
T形滑块的臂有利地为弹性结构，以便可以有效地吸收夹紧力和滑动力。
其它优选的实施形式是其它的从属权利要求的主题。
附图说明
下面结合在附图中示出的优选实施例详细地说明本发明的主题。附图示意所示：
图1a)-1e)以不同的视图示出了一个带相应于按本发明的固定装置的一体成型的固定脚的涡轮增压器的排气壳；
图2a)-6a)分别以纵截面示出了一个插入在长孔中的带固定螺钉的滑块；和
图2b)-6b)分别以横截面示出了一个插入在长孔中的带固定螺钉的滑块。
在标号表中纂总列出了附图中的所用的标号及其标注意义。原则上说，附图中的相同部件采用相同的标号。所说明的实施形式是本发明主题的示例，不具有限定作用。
具体实施方式
图1a)-1e)示出了一个带相应于按本发明的固定装置14的一个体成型的固定脚12的涡轮增压器的排气壳10。在所示实例中，固定脚12具有四个长孔16，它们向着固定脚12的外周18开口。长孔16以其纵轴线20彼此呈星形取向。纵轴线20具有一个共同的中心22，该中心位于涡轮增压器的轴线24之下(参见图1c)。固定脚12的大小、长孔16的数目n以及纵轴线20之间的夹角α、α′与夹紧力以及涡轮增压器的重量和具体结构相协调。所以在此，上述四个长孔之间的夹角α或α′与通常很合适的90°角有差异。固定脚的外周18和由此在该实例中长孔16与排气壳的相对位置是如此选择的，使长孔16对于涡轮增压器的装配或拆卸是便于接近的。在图1a-1c中以示例的方式示出了一个带滑块26和一个插入在该滑块26的为此设置的孔28中的螺钉30的长孔16。长孔16和滑块26的尺寸与夹紧长度以及涡轮增压器的重量和结构相协调。如从图1c中可看出的那样，在该实例中滑块的长度1大约相应于长孔的长度L。滑块由调质钢制成，并经过表面硬化处理或涂有一层如AFC或类似物的耐磨涂层。
分别在图2a)-6a)和图2b)-6b)中示出了按本发明的固定装置14的一部分的纵截面和横截面，即示出了带有孔28的滑块26，作为固定元件30的一个螺钉30′插入该孔中。如已经述及的，也可设想使用其它合适的固定元件30，例如螺栓件等等。另外，在图3a)和3b)中示出了底座36的一部分，涡轮增压器通过排气壳借助于固定装置14固定在该底座上。另外，在分别以b)标明的横截面视图中，分别示出了固定脚12的那个限定长孔15的长度的部分。在该横截面视图中，可以很清楚看出滑块26的大体呈T形的横截面，而在那些分别以a)标明的纵截面视图中，滑块26以四方形块的形式出现。
在横截面视图b)中可以很清楚看出，每个滑块26都具有一个脚32和两个臂34。臂34突出于长孔16的背离底座36的一侧的边缘17。臂34在其背离底座36的一侧上具有一个沿滑块26的中间纵轴线延伸的、并将这两个臂34连接在一起的平台40。该平台40用作固定元件30的头部41的支座，在图2a)-6b)所示的实例中是用作螺钉头41′的支座。滑块26的脚32的脚宽度b是如此选定的，即脚32有间隙地充满长孔16的宽度B。为了使滑块26在长孔16中更好地导向，脚32的脚长度1，该长度通常相应于滑块的总长1，大于其脚宽度b。脚高度h1大体上相应于长孔16的孔高度H。长度1与滑块总高度h2的比值大于1(1/h2＞1)。据此，避免滑块26在长孔16中倾斜和避免螺钉30′受到弯曲负荷作用。当然也可以设想将滑块的纵截面和横截面一样构成为T形的，据此滑块26的长度1则会大于脚长度1′。
在图2a)-6b)中示出的滑块26的实施形式中，臂34的构形基本上不同。在图2a)、2b)中示出了一个非常简单的滑块26，其具有刚性较大的、具有矩形横截面的臂34。
而在图3a)、3b)中所示的滑块的臂34在其面对底座36的一侧上具有空隙38。空隙38允许沿高度h1、h2方向的弹性退让，据此，臂34总是带有轻微的预紧力地设置在固定脚12上。
在图4a)、4b)中所示的滑块26具有一个在臂34和脚32之间的过渡区域中的空隙38′。从平台40出发，臂34向外逐渐变窄地在其背离底座36的一侧上具有一个斜面42。脚32中槽形的空隙38′和向外逐渐变窄的臂34提高了臂34的柔性，并可在紧度和刚性方面使臂34得以更好的优化。
在图5a)、5b)中，滑块26的臂34具有从外部直到平台40沿纵向彼此有间距的槽44，臂34通过这些槽44而分成段46(参见图5a)。在这此特别的实例中，段46以彼此合乎规则的间隔设置。段46具有伸出总高度h2的凸出部48，这些凸出部48具有用于提高弹柔性的空腔50。臂34的分段和其弹簧弹性的构形可特别是通过臂34的弹性偏移吸收相对运动，据此减小磨损。
在图6a)、6b)中示出了滑块的另一个实施形式。在此，该滑块包括一个作为脚32的大体呈四方形的插入体52和一个沿高度h1、h2方向弹性结构的、单独的张紧盘54，该盘形成臂34和平台40。在张紧盘54和插入体32中规定可被覆盖的孔56、56′，这些孔一起形成用于容纳固定元件30、30′的孔28。张紧盘54可构成为圆形的或矩形的。在该实例中，它也由调质钢经过相应的表面处理制成。而插入体52由相空的结构钢制成。
从所示出的滑块26的多样性中已经可以得知，还可以设想滑块26的不同于所示出的形式的其它的实施形式。因此可以设想的是，在滑块26中设置一个以上的孔28，来容纳固定元件30、30′，由此进一步减小滑块26倾斜风险。当使用螺钉30时，较小的紧固扭矩就足够了。固定脚12中的长孔16的数目也可以不被限定为4个。可以是3个孔，设置成彼此呈三角形布置的长孔16，这便于装配和拆卸。但孔的数目n也可以被设想为5、6或更多。与涡轮增压器的构形和其重量相协调，增加长孔16的数目n对于稳固性而言是有利的，虽然这意味着在装配时提高了成本。纵轴线20之间的夹角α、α′以及长孔16和滑块26的尺寸和构形取决于涡轮增压器的设计构形和重量，以及取决于由固定元件30、30′传递的夹紧力。
附图标号10      排气壳                    54              张紧盘12      固定脚                    56、56′        孔14      固定装置                  α、α′        夹角16      长孔                      b               脚宽度17      边缘                      I               长度18      外周                      h1             脚高度20      纵轴线                    h2             总高度22      共同中心                  B               长孔宽度24      涡轮增压器轴线            L               长孔长度26      滑块                      H               长孔孔高28      通孔30      固定元件32      脚34      臂36      底座38      余隙40      平台41      头部41′    螺钉头42      斜面44      槽46      段48      凸出部50      空腔52      插入体

Claims (13)

1.用于以可固定在底座(36)中的固定装置和以一个一体地成型在涡轮增压器的排气壳(10)上的固定脚(12)将涡轮增压器固定在底座(36)上的装置，其具有用于容纳该固定装置的孔，其特征在于，该孔是彼此间隔设置的长孔(16)，其纵轴线(20)星形地指向一个共同中心(22)，并且一个固定装置包括一个可插入一个长孔(16)中的滑块(26)和一个可固定在底座(36)中的固定元件(30、30′)，其中，固定元件(30、30′)可穿过滑块(26)的一个为此设定的通孔(28)。
2.按权利要求1所述的固定装置，其特征在于，星形布置的长孔(16)的纵轴线(20)的共同中心(22)位于涡轮增压器的轴线(24)下面。
3.按权利要求1或2所述的固定装置，其特征在于，长孔(16)是向固定脚(12)的外周(18)敞开的。
4.按权利要求1-3中任一项所述的固定装置，其特征在于，长孔(16)的数目大于、等于3。
5.按权利要求3所述的固定装置，其特征在于，在长孔(16)的数目等于4时，星形取向的纵轴线(20)之间的夹角α约等于90°。
6.按上述权利要求中任一项所述的固定装置，其特征在于，滑块(26)的长度(1)与总高度(h2)的比值大于、等于1。
7.按上述权利要求中任一项所述的固定装置，其特征在于，滑块(26)具有一大体呈T形的横截面，其中，T形滑块(26)的脚(32)有间隙地充满长孔(16)的宽度(B)，并且其中，当滑块(26)插入长孔(16)中时，T形滑块(26)的臂(34)伸出长孔(16)背离底座(36)的边缘(17)。
8.按权利要求7所述的固定装置，其特征在于，T形滑块(26)的脚(32)的脚高度(h1)大致相当于长孔(16)的孔高度(H)。
9.按权利要求7或8所述的固定装置，其特征在于，T形滑块(26)的臂(34)至少沿高度(h1、h2)方向为弹性结构。
10.按权利要求7-9中任一项所述的固定装置，其特征在于，T形滑块(26)的臂(34)在其长度(1)上借助于槽(44)分段，并且各个段(46)都为弹簧弹性结构。
11.按权利要求7-10中任一项所述的固定装置，其特征在于，滑块(26)的脚(32)大体上是一个插入体(52)并且T形滑块(26)的臂(34)大体上通过一个单独的张紧盘(54)构成，其中，在膨胀盘(54)和插入体(32)中设有可被覆盖的孔(56、56′)，这些孔一起构成用于容纳固定元件(30、30′)的孔(28)。
12.按上述权利要求中任一项所述的固定装置，其特征在于，滑块(26)具有数个用于容纳固定元件(30、30′)的通孔(28)。
13。带有一体成型的具有按上述权利要求中任一项所述的固定装置(14)的固定脚(12)的排气壳(10)。
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