DE10150527A1

DE10150527A1 - Support foot for turbosupercharger has at least two plates running transversely to longitudinal expansion of turbosupercharger and spaced out from bed

Info

Publication number: DE10150527A1
Application number: DE2001150527
Authority: DE
Inventors: Josef Baettig
Original assignee: ABB Turbo Systems AG
Current assignee: Accelleron Industries AG
Priority date: 2000-11-27
Filing date: 2001-10-12
Publication date: 2002-06-20

Abstract

The support foot (32) for the turbosupercharger (12) is spaced out from the main foot (30). The support foot has at least two plates (34, 36) running transversely to the longitudinal expansion of the turbosupercharger and spaced out from the bed (28). The plates are connected to each other by a connecting piece (38).

Description

Technical field

Die Erfindung bezieht sich auf eine Befestigungsvorrichtungen zur Befestigung einer Strö mungsmaschine auf einem Untergrund. Im Speziellen bezieht sie sich auf einen Stützfuss für eine Strömungsmaschine, insbesondere einen Turbolader, gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a fastening device for fastening a stream machine on a surface. In particular, it refers to a support leg for a turbomachine, in particular a turbocharger, according to the preamble of Claim 1.

State of the art

Strömungsmaschinen werden mittels sogenannter Füsse auf dem dafür vorgesehenen Un tergrund befestigt. Der Untergrund kann dabei der Boden eines Maschinenraumes, eine ex tra dafür vorgesehene Konsole oder auch, beispielsweise für einen Turbolader, das Tragge stell oder das Gehäuse einer Brennkraftmaschine sein. Bei kleinen, kompakten Strömungs maschinen kommt in der Regel ein einziger Fuss zum Einsatz. Bei grösseren Strömungs maschinen und Maschinen mit einer grösseren Längenausdehnung werden dagegen meist Befestigungsvorrichtungen mit einem Hauptfuss und einem Stützfuss verwendet.Turbomachines are built using so-called feet on the designated Un attached to the ground. The underground can be the floor of a machine room, an ex tra intended console or, for example, for a turbocharger, the Tragge stell or be the housing of an internal combustion engine. With small, compact flow machines usually use a single foot. With larger flow however, machines and machines with a larger length are mostly used Fasteners with a main foot and a support foot are used.

Bei Verwendung einer Befestigungsvorrichtung mit einem Hauptfuss und einem Stützfuss stellt sich oft das Problem, dass sich die Strömungsmaschine während des Betriebes auf heizt und die Maschinenteile an denen der Hauptfuss bzw. der Stützfuss angreifen schliess lich eine höhere Temperatur aufweisen als der Untergrund. Das Material der Maschinenteile dehnt sich aufgrund der Erwärmung aus. Dadurch verändert sich der Abstand zwischen Hauptfuss und Stützfuss auf der Seite der Strömungsmaschine, während die Distanz zwi schen Hauptfuss und Stützfuss auf der Seite, auf der die Füsse auf dem kalten Untergrund befestigt sind, konstant bleibt. Ausserdem können die Maschinenteile, an denen die Füsse angreifen unterschiedlich heiss werden und sich je nach Geometrie und Material auch unter schiedlich ausdehnen. Wird die Strömungsmaschine abgestellt, kühlt sich das Material wie der ab, es zieht sich zusammen und der maschinenseitige Abstand zwischen Stützfuss und Hauptfuss verringert sich wieder. Die Befestigungsvorrichtung mit Hauptfuss und Stützfuss muss so ausgelegt sein, dass sie den sich während des Betriebes ändernden Abstand auf der Maschinenseite zwischen Stützfuss und Hauptfuss auffangen kann. Meist wird zu die sem Zweck der Stützfuss in Form eines sogenannten Plattenfusses ausgebildet, der dann die gesamte Ausdehnung aufnehmen soll.When using a fastening device with a main foot and a support foot the problem often arises that the turbomachine is raised during operation heats and closes the machine parts on which the main foot or the support foot engage Lich have a higher temperature than the surface. The material of the machine parts expands due to warming. This changes the distance between Main foot and support foot on the side of the turbomachine, while the distance between Main foot and support foot on the side on which the feet are on the cold surface attached, remains constant. In addition, the machine parts on which the feet attack differently hot and depending on the geometry and material also under expand differently. If the turbomachine is switched off, the material cools like the, it contracts and the machine-side distance between the support leg and The main foot decreases again. The fastening device with main foot and support foot must be designed to accommodate the changing distance during operation the machine side can catch between the support foot and the main foot. Usually it becomes sem purpose of the support foot in the form of a so-called plate foot, which then should cover the entire extent.

Ein solcher Plattenfuss, der zusammen mit einem massiven Hauptfuss eine Befestigungs vorrichtung für eine Strömungsmaschine bildet, ist beispielsweise in der DE-OS 36 41 478 und in Mitsubishi SD, SE-Prospekt (H420-42TU11E1-A-0) März 98, Seite 6 für einen Mitsu bishi Turbolader gezeigt. Dar Plattenfuss wird im wesentlichen aus einer etwa senkrecht vom Untergrund abstehenden Platte gebildet, die mit dem Untergrund und mit einem Ma schinenteil der Strömungsmaschine fest verbunden ist. Die Platte ist etwa parallel zum Hauptfuss und senkrecht zur Längsrichtung der Strömungsmaschine angeordnet. Die Platte ist so ausgelegt, dass sie durch Biegebeanspruchung in axialer Richtung der Strömungsma schine die thermischen Ausdehnungen auffangen kann. Bei grossen Temperaturunterschie den zwischen dem auf dem Hauptfuss fest gelagerten Maschinenteil und dem auf dem Stützfuss fest gelagerten Maschinenteil wird die Strömungsmaschine auf der heisseren Seite angehoben. Dadurch wird die Achse der Strömungsmaschine aus ihrer Position geho ben, was die Gehäuse belastet und zu einem Streifen rotierender Teile an ihren Gehäuse wänden führen kann.Such a plate foot, which together with a solid main foot is a fastening Device for a turbomachine is, for example, in DE-OS 36 41 478th and in Mitsubishi SD, SE brochure (H420-42TU11E1-A-0) March 98, page 6 for a Mitsu bishi turbocharger shown. The plate foot essentially becomes approximately vertical plate protruding from the subsurface, which is connected to the subsurface and with a dimension part of the flow machine is firmly connected. The plate is roughly parallel to Main foot and arranged perpendicular to the longitudinal direction of the turbomachine. The plate is designed so that it is subjected to bending stress in the axial direction of the flow rate can absorb the thermal expansion. With large temperature differences the between the machine part fixed on the main foot and that on the Supported machine part, the turbomachine is on the hotter Side raised. The axis of the turbomachine is thereby moved out of its position ben what loads the housing and a strip of rotating parts on their housing walls.

Ist zwischen Untergrund und Strömungsmaschine nur wenig Platz, so muss die Plattenlänge entsprechend reduziert werden. Damit die Platte des Stützfusses dennoch grosse thermi sche Ausdehnung aufnehmen kann, muss sie sehr dünn gewählt werden. Andernfalls wer den die in der Platte auftretenden Biegespannungen zu hoch und die Platte kann der wech selnden Biegebeanspruchung nicht mehr standhalten. Bei grossen thermischen Ausdeh nungen und Platzmangel zwischen Untergrund und Strömungsmaschine können beispiels weise nur noch Platten mit einer Dicke von 2 mm bis 3 mm eingesetzt werden. Dies wirkt sich zum einen negativ auf die Steifigkeit aus, zum anderen können solch dünne Platten nicht mehr im Sandgussverfahren hergestellt werden, was die Kosten für den Stützfuss erheblich erhöht.If there is little space between the surface and the fluid machine, the plate length must be be reduced accordingly. So that the plate of the support foot is still large thermi expansion, it must be chosen very thin. Otherwise who the bending stresses occurring in the plate are too high and the plate can change no longer withstand the stiff bending stress. With large thermal expansion Space and lack of space between the subsurface and turbomachine can, for example wise only plates with a thickness of 2 mm to 3 mm are used. This affects on the one hand negatively affects the rigidity, on the other hand such thin sheets cannot more are made in the sand casting process, which significantly increases the cost of the support foot elevated.

Presentation of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Befestigungsvorrichtung und einen Stützfuss der eingangs genannten Art zu schaffen, die einfach und kostengünstig in ihrer Herstellung sind und die Wärmeausdehnung einer Strömungsmaschine optimal aufnehmen können.The object of the invention is therefore a fastening device and a support foot to create the type mentioned above, which are simple and inexpensive to manufacture and can optimally absorb the thermal expansion of a turbomachine.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Stützfuss für eine Strömungsmaschine, insbesonde re für einen Turbolader, gemäss den Merkmalen des Patentanspruches 1 und durch eine Befestigungsvorrichtung gemäss den Merkmalen des Anspruches 10.This object is achieved by a support foot for a turbomachine, in particular re for a turbocharger, according to the features of claim 1 and by a Fastening device according to the features of claim 10.

Weist der beabstandet zu einem Hauptfuss angeordnete Stützfuss wenigstens zwei sich et wa quer zur Längsausdehnung der Strömungsmaschine und im wesentlichen vom Unter grund abstehend ausgerichtete Platten auf, die mit Hilfe eines Verbindungsabschnittes an einem Ende zu Schenkeln miteinander verbunden sind, so wird die axiale Wärmeausdeh nung gleichmässig auf die Schenkel verteilt.If the support foot, which is spaced apart from a main foot, has at least two et wa transverse to the longitudinal extent of the turbomachine and essentially from the bottom based on protruding plates that with the help of a connecting section one end are connected to form legs, so the axial thermal expansion evenly distributed on the thighs.

Die Schenkel sollten in einem Winkel α zwischen 0° und 70° angeordnet sein. Grössere Winkel sind zwar denkbar, wenn z. B. grössere axiale Distanzen zwischen einer Befesti gungsmöglichkeit am Untergrund und dem Flansch der Strömungsmaschine bewältigt wer den müssen, sie wirken sich aber ungünstig auf die Steifigkeit aus. Am günstigsten haben sich Winkel α zwischen 15° und 45° erwiesen. In diesem Winkelbereich wird eine gute Stei figkeit erzielt. Gleichzeitig bewegt sich bei einer thermischen Ausdehnung jeweils der eine Schenkel entlang eines Kreisbogens auf den anderen Schenkel zu, was eine Bewegung ge gen den Untergrund bewirkt und somit verhindert, dass der auf dem Stützfuss gelagerte Ma schinenteil gegenüber dem Hauptfuss vom Untergrund weg angehoben und die Achse der Strömungsmaschine aus ihrer Position gebracht wird.The legs should be arranged at an angle α between 0 ° and 70 °. bigger Angles are conceivable if, for. B. larger axial distances between a fastener possible on the ground and the flange of the turbomachine must, but they have an unfavorable effect on the rigidity. Have the cheapest angles α between 15 ° and 45 ° were found. In this angular range there is a good slope ability achieved. At the same time, thermal expansion causes one to move Thighs along a circular arc towards the other thigh, which is a movement against the ground and thus prevents the dimensions stored on the support foot part of the rail raised from the ground opposite the main foot and the axis of the Turbomachine is brought out of its position.

Sind die Schenkel parallel zueinander angeordnet und mittels des Verbindungsabschnittes voneinander beabstandet, so erhält man einen Stützfuss mit besonders hoher Steifigkeit.Are the legs arranged parallel to each other and by means of the connecting section spaced from each other, you get a support foot with particularly high rigidity.

Auch wenn die Dicke des Verbindungsabschnittes grösser ist als die Plattendicke der Schenkel, wirkt sich dies in vertikaler Richtung in einer verbesserten Steifigkeit aus. Even if the thickness of the connecting section is greater than the plate thickness of the Thigh, this results in an improved rigidity in the vertical direction.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn im Bereich der Schenkel das Verhältnis von Schenkellän ge zu Plattendicke für die Schenkel gleich ist, dadurch wird die Belastung durch die Wärme dehnung gleichmässig auf die Schenkel verteilt.It is particularly advantageous if the ratio of leg length in the area of the legs ge to plate thickness for the legs is the same, this reduces the heat load stretch evenly distributed on the thighs.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des Stützfusses weist dieser Öffnungen für die Aufnahme von Befestigungselementen auf, mit Hilfe derer der Stützfuss an der Strö mungsmaschine und/oder dem Untergrund befestigt wird. Verstrebungen, die zwischen den Öffnungen angeordnet sind, erhöhen die Steifigkeit.In a particularly preferred embodiment of the support foot, it has openings for the inclusion of fasteners, with the help of which the support foot on the river tion machine and / or the underground is attached. Braces between the Openings are arranged, increase the rigidity.

Besonders einfach ist es, die Öffnungen in der Platte oder den Platten vorzusehen, welche der Strömungsmaschine und/oder dem Untergrund benachbart sind.It is particularly simple to provide the openings in the plate or plates which are adjacent to the turbomachine and / or the subsurface.

Bei einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltungsform des Stützfuss sind ein oder mehr Verbindungselemente vorgesehen, die an der oder den der Strömungsmaschine und/oder dem Untergrund benachbarten Platten angeordnet sind. Diese Verbindungsele mente weisen dann die Öffnungen für die Befestigungselemente auf, mit Hilfe derer der Stützfuss an der Strömungsmaschine und/oder dem Untergrund befestigt ist. Die Verbin dungselemente helfen grössere Distanzen zwischen einer Befestigungsmöglichkeit im Un tergrund und einem Befestigungsflansch der Strömungsmaschine zu überwinden und dennoch eine genügende Steifigkeit zu erhalten.In a further particularly preferred embodiment of the support foot, one or more fasteners are provided on the or the flow machine and / or the adjacent plates are arranged. This connection element elements then have the openings for the fasteners, with the help of which Support foot is attached to the fluid machine and / or the ground. The verb Extension elements help larger distances between a mounting option in the Un Background and a mounting flange of the turbomachine to overcome and to get sufficient rigidity.

Besonders einfach und kostengünstig lässt sich ein erfindungsgemässer Stützfuss als Gussstück herstellen. Allfällige Verbindungselemente sind dabei einstückig mit dem Guss stück ausgebildet.A support foot according to the invention is particularly simple and inexpensive Make the casting. Any connecting elements are in one piece with the casting piece trained.

Eine Befestigungsvorrichtung für eine Strömungsmaschine aus einem Hauptfuss und einem Stützfuss wird vorteilhaft mit einem erfindungsgemässen Stützfuss 32 realisiert. Stützfuss 32 und Hauptfuss 30 können dann optimal aufeinander abgestimmt werden. Dadurch können die Wärmeausdehnungen durch den Stützfuss 32 mühelos aufgenommen werden und eine Verschiebung der Welle aus ihrer Position kann verhindert werden.A fastening device for a turbomachine comprising a main foot and a support foot is advantageously realized with a support foot 32 according to the invention. Support foot 32 and main foot 30 can then be optimally coordinated. As a result, the thermal expansion can be absorbed effortlessly by the support foot 32 and a displacement of the shaft from its position can be prevented.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand weiterer abhängiger Patentan sprüche.Further preferred embodiments are the subject of further dependent patents claims.

Brief description of the drawings

Im folgenden wird der Erfindungsgegenstand anhand von bevorzugten Ausführungsbeispie len, welche in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt sind, näher erläutert. Es zeigen rein schematisch:In the following the subject matter of the invention is based on preferred exemplary embodiments len, which are shown in the accompanying drawings, explained in more detail. Show it in schematically:

Fig. 1 als Beispiel für eine Strömungsmaschine im Schnitt entlang seiner Längsach se einen Teil eines Turboladers, der mit Hilfe einer Befestigungsvorrichtung, die einen Hauptfuss und einen erfindungsgemässen Stützfuss umfasst, an ei nem Untergrund befestigt ist; Figure 1 as an example of a turbomachine in section along its Längach se part of a turbocharger which is fastened to a subsurface with the aid of a fastening device which comprises a main foot and a support foot according to the invention;

Fig. 2 bis 8 im Schnitt entlang der Längsachse einer Strömungsmaschine in Vergrösse rung verschiedene Ausgestaltungsformen des erfindungsgemässen Stützfu sses. Fig. 2 to 8 along the longitudinal axis of a turbomachine in Vergrösse tion in section different embodiments of the inventive Stützfu sses.

Die in den Zeichnungen verwendeten Bezugszeichen und deren Bedeutung sind in der Be zugszeichenliste zusammengefasst aufgelistet. Grundsätzlich sind in den Figuren gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die beschriebenen Ausführungsformen stehen beispielhaft für den Erfindungsgegenstand und haben keine beschränkende Wirkung.The reference numerals used in the drawings and their meaning are in the Be draft sign list summarized. Basically, the figures are the same Provide parts with the same reference numerals. The described embodiments are available exemplary of the subject matter of the invention and have no restrictive effect.

Ways of Carrying Out the Invention

Im Schnitt entlang seiner Längsachse 10 zeigt Fig. 1 als Beispiel für eine Strömungsmaschi ne 11 einen Turbolader 12 mit einem Turbinenrad 14 in einem Turbinengehäuse 16 und mit einem über eine gemeinsame Welle 18 von der Turbine 14 angetriebenen Verdichterrad 20 in einem Verdichtergehäuse 22. Die gemeinsame Welle 18 ist in einem Lagergehäuse 24 gelagert. Der Turbolader 12 ist mit Hilfe einer Befestigungsvorrichtung 26 an einem Unter grund 28 befestigt. Die Befestigungsvorrichtung 26 umfasst einen am Lagergehäuse 24 an greifenden Hauptfuss 30 und einen am Turbinengehäuse 16 angreifenden Stützfuss 32.In section along its longitudinal axis 10 , FIG. 1 shows, as an example of a flow machine 11, a turbocharger 12 with a turbine wheel 14 in a turbine housing 16 and with a compressor wheel 20 driven by the turbine 14 via a common shaft 18 in a compressor housing 22 . The common shaft 18 is mounted in a bearing housing 24 . The turbocharger 12 is fastened to an underlying surface 28 with the aid of a fastening device 26 . The fastening device 26 comprises a main foot 30 which engages on the bearing housing 24 and a support foot 32 which engages on the turbine housing 16 .

Der Stützfuss 32 ist vorzugsweise als Sphäroguss gegossen. Er weist eine erste Platte 34 und eine zweite Platte 36 auf, die sich etwa quer zur Längsachse 10 des Turboladers 12 er strecken und vom Untergrund 28 abstehend ausgerichtet sind. Die beiden Platten 34, 36 sind an ihren dem Untergrund 28 abgewandten Ende durch ein Verbindungsstück 38 mitein ander verbunden und in einem Winkel α von etwa 15° zueinander angeordnet. An ihren dem Untergrund 28 zugewandten Enden sind sie einstückig mit Verbindungselementen 40, 42 verbunden, die sich jeweils von der gegenüberliegenden Platte 34,36 weg erstrecken. Die Verbindungselemente 40, 42 weisen Öffnungen 44 zur Aufnahme von Befestigungsele menten 46 auf, die hier in Form von Schrauben ausgestaltet sind, aber auch die Form von Bolzen oder ähnlichen geeigneten Befestigungselementen 46 haben können. Die Befesti gungselemente 46 im Verbindungselement 42 auf der dem Turbolader 12 abgewandten Seite des Stützfusses 32 greifen fixierend in Befestigungsöffnungen 48 im Untergrund 28 ein. Auf der dem Turbolader 12 zugewandten Seite des Stützfusses 32 sind im Verbin dungselement 40 ebenfalls Öffnungen 44 vorgesehen, die mit Befestigungsöffnungen 50 in einem Befestigungsflansch 52 am Turbinengehäuse 16 des Turboladers 12 korrespondie ren. Die Befestigungselemente 46 greifen fixierend durch die Öffnungen in die Befesti gungsöffnungen 50 im Befestigungsflansch 52 ein. Das dem Turbolader 12 benachbarte Verbindungselement 40 ist dazu vorgesehen, eine grössere Distanz zwischen dem Ende der Platte 36 und dem Befestigungsflansch 52 des Turboladers 12 zu überbrücken. Es ist nahe zu rechtwinkelig ausgebildet, wobei der eine Schenkel dieses rechten Winkels sich parallel zum Untergrund 28 erstreckt und der andere Schenkel formschlüssig mit dem Befestigungs flansch 52 zusammenpasst. Zur Verbesserung der Steifigkeit des Verbindungselementes 40 sind zwischen seinen Öffnungen 44 Verstrebungen 54 vorgesehen.The support foot 32 is preferably cast as a nodular cast iron. It has a first plate 34 and a second plate 36 which extend approximately transversely to the longitudinal axis 10 of the turbocharger 12 and are oriented so as to protrude from the substrate 28 . The two plates 34 , 36 are connected to each other at their end facing away from the base 28 by a connecting piece 38 and are arranged at an angle α of approximately 15 ° to one another. At their ends facing the base 28 , they are integrally connected to connecting elements 40 , 42 , each of which extends away from the opposite plate 34 , 36 . The connecting elements 40 , 42 have openings 44 for receiving elements 46 Befestigungsele, which are designed here in the form of screws, but can also have the shape of bolts or similar suitable fasteners 46 . The fastening supply elements 46 in the connecting element 42 on the side of the support foot 32 facing away from the turbocharger 12 engage in fixing openings 48 in the base 28 . On the side facing the turbocharger 12 of the support foot 32 , openings 44 are also provided in the connec tion element 40 , which correspond to fastening openings 50 in a fastening flange 52 on the turbine housing 16 of the turbocharger 12. The fastening elements 46 grip through the openings in the fastening openings 50 in the mounting flange 52 . The connecting element 40 adjacent to the turbocharger 12 is provided to bridge a greater distance between the end of the plate 36 and the fastening flange 52 of the turbocharger 12 . It is designed to be almost right-angled, with one leg of this right angle extending parallel to the substrate 28 and the other leg positively fitting with the mounting flange 52 . To improve the rigidity of the connecting element 40 , struts 54 are provided between its openings 44 .

Die in den Fig. 2 bis 7 gezeigten Stützfüsse 32 sind prinzipiell gleich aufgebaut, wie der in Fig. 1 gezeigte Stützfuss 32. Die individuelle Ausgestaltung richtet sich aber nach den vor gegebenen Platzverhältnissen, das heisst nach dem Abstand zwischen den Befesti gungsöffnungen 48 im Untergrund 28 und dem Befestigungsflansch 52 des Turboladers 12 sowie nach der zu erwartenden Wärmeausdehnung und den Anforderungen an die Steifig keit. In den Beispielen, die in den Fig. 2 bis 7 gezeigt werden, ist der Abstand zwischen den Befestigungsöffnungen 48 im Untergrund 28 und dem Befestigungsflansch 52 des Turbola ders 12 kleiner als in dem Beispiel der Fig. 1. Daher weisen die in den Fig. 4, 6, 7 gezeigten Ausführungsformen auf der dem Turbolader zugewandten Seite gar keine Verbindungsele mente 40 auf. Die Befestigung des Stützfuss 32 erfolgt in diesen Beispielen über die zweite Platte 36. In den in den Fig. 2, 3, 5 gezeigten Ausführungsformen haben die Stützfüsse 32 nur verhältnismässig kleine Verbindungselemente 40, deren Steifigkeit nicht durch Verstre bungen 54 erhöht ist. Die dem Turbolader 12 benachbarten Verbindungselemente 40 sind u förmig mit der zweiten Platte 36 verbunden und haben daher zum Teil eine ähnliche Wirkung wie eine weitere Platte.The support feet 32 shown in FIGS . 2 to 7 are basically constructed in the same way as the support foot 32 shown in FIG. 1. The individual design depends on the given space conditions, that is, the distance between the fastening supply openings 48 in the substrate 28 and the mounting flange 52 of the turbocharger 12 as well as the expected thermal expansion and the requirements for the stiffness speed. In the examples that are shown in FIGS. 2 to 7, the distance between the fastening openings 48 in the base 28 and the fastening flange 52 of the turbola ders 12 is smaller than in the example of FIG. 1. Therefore, the in FIGS. 4, 6, 7 shown embodiments on the side facing the turbocharger no connecting elements 40 at all. In these examples, the support foot 32 is attached via the second plate 36 . In the embodiments shown in FIGS . 2, 3, 5, the support feet 32 have only relatively small connecting elements 40 , the rigidity of which is not increased by bracing 54 . The connecting elements 40 adjacent to the turbocharger 12 are connected in a U-shape to the second plate 36 and therefore have a similar effect in part to that of another plate.

Bei der in Fig. 8 gezeigten Ausführungsform ist ein ähnlich grosser Abstand zwischen Befe stigungsflansch 52 des Turboladers 12 und der Befestigungsvorrichtung am Untergrund 28 vorhanden. Anstelle eines grossen Verbindungselementes 40, das durch Verstrebungen 54 versteift ist, wie in dem Beispiel der Fig. 1, wird der Abstand in der Ausführungsform der Figur mit Hilfe einer weiteren Platte 56 überbrückt (siehe weiter unten).In the embodiment shown in FIG. 8, there is a similarly large distance between the fastening flange 52 of the turbocharger 12 and the fastening device on the base 28 . Instead of a large connecting element 40 , which is stiffened by struts 54 , as in the example in FIG. 1, the distance in the embodiment of the figure is bridged with the aid of a further plate 56 (see further below).

In den Fig. 2 und 3 sind Stützfüsse 32 gezeigt deren Platten 34, 36 zueinander parallel an geordnet sind. In Fig. 2 sind die Platten 34, 36 gegenüber dem Untergrund 28 in einem Win kel von etwa 15° vom Turbolader 12 weg geneigt angeordnet. Im Gegensatz dazu sind die Platten 34, 36 in Fig. 3 senkrecht vom Untergrund 28 abstehend angeordnet. Bei sonst glei cher Bauweise wird bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform gegenüber jener in Fig. 3 ein Anheben des heissen Turbinengehäuses 16 völlig kompensiert. Die Steifigkeit ist dafür bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform etwas geringer als bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform.In FIGS. 2 and 3 support feet 32 are shown the plates 34, 36 arranged parallel to one another on. In Fig. 2, the plates 34 , 36 are inclined relative to the substrate 28 in a win angle of about 15 ° away from the turbocharger 12 . In contrast to this, the plates 34 , 36 in FIG. 3 are arranged to protrude perpendicularly from the substrate 28 . With otherwise identical construction, lifting of the hot turbine housing 16 is completely compensated for in the embodiment shown in FIG. 2 compared to that in FIG. 3. For this, the rigidity is somewhat lower in the embodiment shown in FIG. 2 than in the embodiment shown in FIG. 3.

Wie in dem in Fig. 1 gezeigten Beispiel ist auch in den in den Fig. 3, 4, 5, 7, 8 dargestellten Beispielen die vom Turbolader 12 weiter entfernte erste Platte 34 gegenüber dem Unter grund 28 senkrecht angeordnet und die dem Turbolader benachbarte zweite Platte 36 in ei nem Winkel ungleich 90° zum Untergrund ausgerichtet. Der Winkel α zwischen den Platten variiert in diesen Beispielen zwischen etwa 10° und 20°. Weitere Unterschiede werden im Folgenden detailliert behandelt.As in the example shown in FIG. 1, in the examples shown in FIGS. 3, 4, 5, 7, 8, the first plate 34 , which is further away from the turbocharger 12, is arranged vertically with respect to the base 28 and the second adjacent to the turbocharger Plate 36 aligned at an angle not equal to 90 ° to the ground. The angle α between the plates varies between about 10 ° and 20 ° in these examples. Further differences are dealt with in detail below.

Die in Fig. 5 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von dem in Fig. 1 gezeigten Stützfuss 32 durch einen grösseren Winkel α von etwa 20° zwischen den Platten 34, 36, was in einer geringeren Steifigkeit resultiert. Diese geringere Steifigkeit wird aber dadurch wieder erhöht, dass das Verbindungsstück 38 zwischen den Platten 34, 36 eine grössere Dicke d3 aufweist als die Platten 34, 36. Das Verhältnis von wirksamer Schenkellänge L1, L2 - das ist die Länge, weiche Wärmedehnung aufnehmen kann - zu Plattendicke d1, d2 im Bereich dieser Schenkellänge L1, L2 ist für beide Schenkel gleich, so dass die Belastung durch die Wärmeausdehnung gleichmässig auf beide Schenkel verteilt wird. Ein weiterer Unterschied besteht darin, dass sich das Verbindungselement 42 an der ersten Platte 34 nicht von der zweiten Platte 36 weg sondern auf diese zu erstreckt. Dies ist bei beengten Platzverhältnissen bei denen der Abstand zwischen Befestigungsöffnungen 48 im Unter grund 28 und dem Befestigungsflansch 52 des Turboladers 12 nicht so gross gewählt wer den kann, sinnvoll.The embodiment shown in FIG. 5 differs from the support foot 32 shown in FIG. 1 by a larger angle α of approximately 20 ° between the plates 34 , 36 , which results in a lower rigidity. However, this lower rigidity is increased again in that the connecting piece 38 between the plates 34 , 36 has a greater thickness d3 than the plates 34 , 36 . The ratio of effective leg length L1, L2 - this is the length that thermal expansion can absorb - to plate thickness d1, d2 in the area of this leg length L1, L2 is the same for both legs, so that the load due to thermal expansion is evenly distributed over both legs , Another difference is that the connecting element 42 on the first plate 34 does not extend away from the second plate 36 but towards it. This is useful in tight spaces where the distance between mounting openings 48 in the bottom 28 and the mounting flange 52 of the turbocharger 12 is not chosen so large, which makes sense.

In Fig. 4 ist eine Ausführungsform des erfindungsgemässen Stützfusses 32 gezeigt, bei der an der dem Turbolader 12 benachbarten zweiten Platte 36 kein Verbindungselement 40 an geordnet ist. Die zweite Platte 36 ist auf ihrer dem Turbolader 12 zugewandten Seite so ausgestaltet, dass sie formschlüssig mit dem Befestigungsflansch 52 zusammenpasst. Die Öffnungen 44 für die Befestigungselemente 46 sind direkt in der zweiten Platte 36 vorgese hen und mit den Befestigungsöffnungen im Befestigungsflansch 52 in Deckung bringbar. Diese Ausführungsform ist geeignet für noch geringere Abstände zwischen Befestigungsöff nungen 48 im Untergrund 28 und Befestigungsflansch 52 des Turboladers 12, als sie in den Beispielen der Fig. 2, 3, 5 gezeigt sind.In FIG. 4, an embodiment of the inventive supporting foot 32 is shown, in which at the turbocharger 12 adjacent second plate 36 no connecting element is arranged at 40. The second plate 36 is configured on its side facing the turbocharger 12 in such a way that it fits positively with the fastening flange 52 . The openings 44 for the fastening elements 46 are hen vorgese directly in the second plate 36 and can be brought into alignment with the fastening openings in the fastening flange 52 . This embodiment is suitable for even smaller distances between mounting openings 48 in the base 28 and mounting flange 52 of the turbocharger 12 than are shown in the examples in FIGS. 2, 3, 5.

Bei extrem engen Platzverhältnissen kann die in Fig. 6 gezeigte Ausführungsform sinnvoll eingesetzt werden. Sie ist gleich aufgebaut wie das in Fig. 4 gezeigte Beispiel, unterscheidet sich aber dadurch, dass das zur Fixierung am Untergrund 28 vorgesehene Verbindungsele ment 42 sich von der ersten Platte 34 in Richtung auf den Turbolader 12 erstreckt. Die Befe stigungsöffnungen 48 im Untergrund 28 befinden sich in diesem Beispiel nahezu unter dem Befestigungsflansch 52. Die zwei Platten 34, 36 schliessen einen Winkel α von nur etwa 10° ein, was dem Stützfuss 32 die nötige Steifigkeit gibt. Sie bilden zusammen mit dem an der ersten Platte 34 angeordneten Verbindungselement 42 eine an einer Stelle geöffnete O- Form.In the case of extremely tight spaces, the embodiment shown in FIG. 6 can be used expediently. It is constructed in the same way as the example shown in FIG. 4, but differs in that the connection element 42 provided for fixing to the base 28 extends from the first plate 34 in the direction of the turbocharger 12 . The fastening openings 48 in the underground 28 are in this example almost under the mounting flange 52nd The two plates 34 , 36 form an angle α of only about 10 °, which gives the support foot 32 the necessary rigidity. Together with the connecting element 42 arranged on the first plate 34 , they form an O-shape which is open at one point.

Auch in dem in Fig. 7 dargestellten Beispiel ist die Fixierung der dem Turbolader 12 benach barten zweiten Platte 36 via die Platte 36 selbst hergestellt, wie dies schon für die Ausfüh rungsformen der Fig. 4 und 6 beschrieben wurde. Zwecks grösserer vertikaler Steifigkeit ist hier jedoch eine weitere Platte 56 zwischen den Platten 34 und 36 vorgesehen. Mit Hilfe des Verbindungsstückes 38 ist sie auf ihrer dem Untergrund 28 abgewandten Seite sowohl mit der Platte 34 als auch mit der Platte 36 verbunden. Auf der dem Untergrund 28 zugewandet Seite ist die mittlere Platte 56 dagegen mit Hilfe des Verbindungselementes 42 nur mit der weiter vom Turbolader 12 entfernten Platte 34 verbunden.Also in the example shown in FIG. 7, the fixation of the turbocharger 12 adjacent second plate 36 is made via the plate 36 itself, as has already been described for the embodiments of FIGS . 4 and 6. For the purpose of greater vertical rigidity, however, a further plate 56 is provided between the plates 34 and 36 . With the aid of the connecting piece 38 , it is connected to both the plate 34 and the plate 36 on its side facing away from the substrate 28 . On the side facing the ground 28, on the other hand, the middle plate 56 is only connected to the plate 34 further away from the turbocharger 12 with the aid of the connecting element 42 .

In Fig. 8 ist eine weitere Ausführungsform mit drei Platten 34, 36, 56 dargestellt. Die drei Platten 34, 36, 56 sind jeweils mit Hilfe von Verbindungsstücken 38, 38' in der Art einer ziehharmonikaartigen Faltung miteinander verbunden. Das heisst die weiter vom Turbolader 12 entfernte Platte 34 ist mit der mittleren Platte 56 an dem dem Untergrund 28 gegenüber liegenden Ende verbunden und die mittlere Platte 56 ist mit der näher am Turbolader 12 an geordneten Platte 36 auf dem dem Untergrund 28 zugewandten Ende verbunden. Das Ver bindungsstück 38' zwischen den Platten 36 und 56 liegt auf dem Untergrund 28 auf und kann auf diesem gleiten. So ausgebildet dient das Verbindungselement 38' für die Platten 34, 56 zugleich als Abstützung am Untergrund 28. Diese gleitende Abstützung erhöht zum einen die Steifigkeit des Stützfuss 32 in Richtung quer zur Längsausrichtung des Turbola ders 12, zum anderen lässt sie dennoch die nötige Bewegung der Platten 34, 36, 56, für die Aufnahme der Wärmeausdehnung des Turboladers 12 zu. Die weiter vom Turbolader 12 entfernte Platte 34 ist, wie auch in den Ausführungsformen der Fig. 1 bis 4, mit Hilfe des Verbindungselementes 42, das sich vom Turbolader 12 weg erstreckt, am Untergrund 28 befestigt. In diesem Beispiel ist als Befestigungselement 46 für die Befestigung am Unter grund 28 eine Spannvorrichtung vorgesehen, von der nur der Spannbügel 58 dargestellt ist. Der Spannbügel 58 greift in eine im Verbindungselement 42 vorgesehene Nut 60 ein und verspannt das Verbindungselement 42 und somit den Stützfuss 32 gegen den Untergrund 28. Die dem Turbolader 12 naheliegend angeordnete Platte 36 ist an ihrem dem Untergrund 28 gegenüberliegenden Ende mit dem Verbindungselement 40 verbunden, mit dessen Hilfe der Stützfuss 32 am Befestigungsflansch 52 des Turbinengehäuses 16 des Turboladers 12 befestigt ist, so wie dies beispielsweise bereits für die Ausführungsformen der Fig. 1 bis 3 beschrieben ist. Wäre die Platte 36 auf ihrem dem Untergrund 28 zugewandten Ende mit dem Verbindungselement 40 verbunden, wie dies in den Beispielen der Fig. 2, 3, 5 beschrieben ist, so könnte auch diese Verbindung auf dem Untergrund 28 aufliegen und als Abstützung zur Erhöhung der Steifigkeit dienen.In FIG. 8 is a further embodiment with three plates 34, 36, shown 56th The three plates 34 , 36 , 56 are each connected to one another by means of connecting pieces 38 , 38 'in the manner of an accordion-like fold. That is, the plate 34 further away from the turbocharger 12 is connected to the middle plate 56 at the end opposite the base 28 and the middle plate 56 is connected to the plate 36 closer to the turbocharger 12 on the end facing the base 28 . The Ver connector 38 'between the plates 36 and 56 rests on the substrate 28 and can slide on this. In this way, the connecting element 38 'for the plates 34 , 56 also serves as a support on the base 28 . This sliding support increases the rigidity of the support foot 32 in the direction transverse to the longitudinal orientation of the turbo 12 , on the other hand, it still allows the necessary movement of the plates 34 , 36 , 56 , for absorbing the thermal expansion of the turbocharger 12 . The plate 34, which is further away from the turbocharger 12 , is fastened to the base 28 with the aid of the connecting element 42 , which extends away from the turbocharger 12 , as also in the embodiments of FIGS. 1 to 4. In this example, a clamping device is provided as a fastening element 46 for fastening to the base 28 , of which only the clamping bracket 58 is shown. The clamping bracket 58 engages in a groove 60 provided in the connecting element 42 and braces the connecting element 42 and thus the support foot 32 against the base 28 . The plate 36 arranged close to the turbocharger 12 is connected at its end opposite the base 28 to the connecting element 40 , with the aid of which the support foot 32 is fastened to the fastening flange 52 of the turbine housing 16 of the turbocharger 12 , as has already been done, for example, for the embodiments in FIG . is described 1 to 3. If the plate 36 were connected on its end facing the base 28 to the connecting element 40 , as is described in the examples in FIGS. 2, 3, 5, this connection could also rest on the base 28 and as a support for increasing the rigidity serve.

Die Funktionsweise der dargestellten Stützfüsse 32 ist jeweils die gleiche: Wird der Turbola der 12 gestartet, heizt er sich auf und die Maschinenteile 16, 24, an denen der Hauptfuss 30 bzw. der Stützfuss 32 angreifen, haben schliesslich eine höhere Temperatur als der Unter grund 28. Das Material der Maschinenteile 16, 24 dehnt sich aus und der Abstand zwischen Hauptfuss 30 und Stützfuss 32 auf der Seite des Turboladers 12 vergrössert sich, während die Distanz zwischen Hauptfuss 30 und Stützfuss 32 auf der Seite des kalten Untergrundes 28 konstant bleibt. Beim Turbolader 12 wird zudem das Turbinengehäuse 16, an dem der Stützfuss 32 angreift, heisser als das Lagergehäuse 24, an dem der Hauptfuss 30 angreift. Der massive Hauptfuss 30 nimmt keine Wärmeausdehnung des Materials auf, so dass sich die gesamte Wärmeausdehnung in einer Biegebeanspruchung auf den Stützfuss 32 aus wirkt. Bei dem erfindungsgemässen Stützfuss 32 werden nun die Platten 34, 36 und bei weiteren Platten auch diese, in Richtung der Längsachse 10 vom Hauptfuss 30 wegge drückt. Die dem Turbolader 12 benachbarte zweite Platte 36 bewegt sich dabei entlang ei nes Kreisbogens auf die andere Platte 34 zu, was eine Bewegung gegen den Untergrund 28 bewirkt. Dadurch wird verhindert, dass das auf dem Stützfuss 32 gelagerte Turbinengehäu se 16 gegenüber dem Hauptfuss 36 vom Untergrund 28 weggehoben und die Welle 18 des Turboladers 12 aus ihrer Position gebracht wird. Wird der Turbolader 12 abgestellt, kühlt sich das Material wieder ab, es zieht sich zusammen und der maschinenseitige Abstand zwischen Stützfuss 32 und Hauptfuss 30 verringert sich wieder. Die Platten 34, 36 kehren in ihre ursprüngliche Lage zurück.The operation of the illustrated support legs 32 is the same in each case: If the turbola of the 12 is started, it heats up and the machine parts 16 , 24 , on which the main foot 30 and the support foot 32 engage, finally have a higher temperature than the underground 28 The material of the machine parts 16 , 24 expands and the distance between the main foot 30 and the support foot 32 on the turbocharger 12 side increases, while the distance between the main foot 30 and the support foot 32 on the cold surface 28 side remains constant. In the turbocharger 12 , the turbine housing 16 , on which the support foot 32 engages, also becomes hotter than the bearing housing 24 , on which the main foot 30 engages. The massive main foot 30 does not absorb any thermal expansion of the material, so that the entire thermal expansion has a bending effect on the support foot 32 . In the support foot 32 according to the invention, the plates 34 , 36 and, in the case of further plates, these too are pressed away from the main foot 30 in the direction of the longitudinal axis 10 . The turbocharger 12 adjacent second plate 36 moves along egg nes arc to the other plate 34 , which causes a movement against the surface 28 . This prevents the turbine housing 16 supported on the supporting foot 32 from being lifted away from the base 28 relative to the main foot 36 and the shaft 18 of the turbocharger 12 being brought out of its position. If the turbocharger 12 is switched off, the material cools down again, it contracts and the distance between the support foot 32 and the main foot 30 on the machine side decreases again. The plates 34 , 36 return to their original position.

Erfindungsgemässe Stützfüsse 32 können für Turbolader 12 und auch für andere Strö mungsmaschinen 11 in jeder Befestigungsvorrichtung 26 aus einem Hauptfuss 30 und ei nem Stützfuss 32 eingesetzt werden. Eine Vielzahl von Platten im Stützfuss 32 bietet sich immer dann an, wenn grosse Wärmeausdehnungen erwartet werden, aber der Platz zwi schen Untergrund 28 und Maschine sehr begrenzt ist und die Platten daher kurz sein müs sen. Bei mehreren Platten angeordnet in der Art einer Ziehharmonikaartigen Faltung bewe gen sich die Platten bei thermischer Ausdehnung des Gehäusematerials jeweils auf Kreis bögen, daher sollte bei der Ausrichtung der Platten darauf geachtet werden, dass die Ge samtbewegung aller Platten nicht zu einer Verschiebung der Welle 18 führt, indem das auf dem Stützfuss 32 gelagerte Maschinenteil eine Absenkung oder Anhebung erfährt. Statt der gezeigten Befestigung mit Hilfe von Befestigungselementen, mit Öffnungen 44 und Befesti gungsöffnungen 48, 50 im Untergrund 28 und im Befestigungsflansch 52 zusammenwirken, sind auch andere Befestigungen denkbar, wie z. B. die Befestigung mit Hilfe von Spannme chanismen(vgl. Fig. 8). Das Prinzip des Stützfusses 32 wird dadurch nicht tangiert. Support feet 32 according to the invention can be used for turbochargers 12 and also for other flow machines 11 in each fastening device 26 comprising a main foot 30 and a support foot 32 . A large number of plates in the support foot 32 are always suitable when large thermal expansions are expected, but the space between the substrate 28 and the machine is very limited and the plates must therefore be short. In the case of several plates arranged in the manner of an accordion-like folding, the plates move in the event of thermal expansion of the housing material on arcs, so care should be taken when aligning the plates that the total movement of all plates does not lead to a displacement of the shaft 18 by the machine part mounted on the support foot 32 is lowered or raised. Instead of the attachment shown with the help of fasteners, openings 44 and fastening supply openings 48 , 50 cooperate in the base 28 and in the mounting flange 52 , other attachments are also conceivable, such as. B. the fastening with the help of Spannme mechanisms (see. Fig. 8). The principle of the support foot 32 is not affected thereby.

LIST OF REFERENCE NUMBERS

1010

Längsachse
longitudinal axis

1212

Turbolader
turbocharger

1414

Turbinenrad
turbine

1616

Turbinengehäuse
turbine housing

1818

Welle
wave

2020

Verdichterrad
compressor

2222

Verdichtergehäuse
compressor housing

2424

Lagergehäuse
bearing housing

2626

Befestigungsvorrichtung
fastening device

2828

Untergrund
underground

3030

Hauptfuss
main foot

3232

Stützfuss
Stützfuss

3434

erste Platte
first plate

3636

zweite Platte
second plate

3838

, .

3838

' Verbindungsstück
'' Connector

4040

Verbindungselement an zweiter Platte Connecting element on the second plate

3636

4242

Verbindungselement an erster Platte Connection element on the first plate

3434

4444

Öffnungen
openings

4646

Befestigungselemente
fasteners

4848

Befestigungsöffnungen im Untergrund Fastening openings in the underground

2828

5050

Befestigungsöffnungen im Befestigungsflansch Fastening openings in the fastening flange

5252

Befestigungsflansch
mounting flange

5454

Verstrebung
brace

5656

mittlere Platte
middle plate

5858

Spannbügel
tensioning bow

6060

Nut
groove

Claims

1. Support foot for a turbomachine (11), in particular for a turbocharger (12) spaced in the longitudinal direction of the flow machine (11) to a main base (30) is fastened to a base (28) characterized in that it comprises at least two plates ( 34 , 36 , 56 ), which are connected at one end to legs of an angle α.

2. Support foot according to claim 1, characterized in that the plates ( 34 , 36 , 56 ) are connected to one another with the aid of a connecting piece ( 38 ) and the angle α is preferably between 0 ° and 70 °, in particular between 15 ° and 45 ° lies.

3. Supporting foot according to claim 1 or 2, characterized in that the plates ( 34 , 36 , 56 ) are arranged parallel to one another and are preferably spaced apart from one another by means of a connecting piece ( 38 ).

4. Support foot according to one of claims 1 to 3, characterized in that in the loading the leg reaches the ratio of leg length (L1, L2) to plate thickness (d1, d2) is the same for the thighs.

5. Support foot according to one of the preceding claims, characterized in that the plate thickness (d1, d2) of the legs is less than the thickness (d3) of the connecting piece ( 38 ).

6. Support foot according to one of the preceding claims, characterized in that for fixing the support foot ( 32 ) on the turbomachine ( 11 ) and / or on the underground ( 28 ) in the support foot ( 32 ) openings ( 44 ) for receiving fastening elements elements ( 46 ) are arranged and between the openings ( 44 ) in particular struts ( 54 ) are provided.

7. Support foot according to claim 6, characterized in that the openings ( 44 ) are arranged in the second plate ( 36 ) adjacent to the turbomachine ( 11 ) and / or in the first plate ( 34 ) further away from the turbomachine ( 11 ).

8. Support foot according to one of claims 6 and 7, characterized in that it has one or more connecting elements ( 40 , 42 ), with the aid of which the flow machine ( 11 ) adjacent plate ( 36 ) on the flow machine ( 11 ) and / or the plate ( 34 ) further away from the turbomachine ( 11 ) on the base ( 28 ) can be attached, the openings ( 44 ) preferably being arranged in the element (s) ( 40 , 42 ).

9. Supporting foot according to one of the preceding claims, characterized in that a plate ( 34 , 36 , 56 ) and / or a connecting element ( 40 ) which can be fastened to the turbomachine ( 11 ) is supported on the substrate ( 28 ), preferably in a sliding manner are or is.

10. Support foot according to one of the preceding claims, characterized in that the interconnected plates ( 34 , 36 , 56 ) form a casting and the connec tion elements ( 40 , 42 ) are preferably integrally formed with the casting.

11. Supporting foot according to one of the preceding claims, characterized in that more than two plates ( 34 , 36 , 56 ) are provided, the plates ( 34 , 36 , 56 ) being connected to one another preferably in the manner of an accordion-like fold.

12. Fastening device ( 26 ) for a turbomachine ( 11 ) with a main foot ( 30 ) and one of the main foot ( 30 ) in the longitudinal direction of the turbomachine. ( 11 ) be spaced on a base ( 28 ) attachable support foot ( 32 ), characterized in that the support foot ( 32 ) is designed according to one of claims 1 to 11.