-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Abgasturbolader, ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren zur Montage eines Abgasturboladers.
-
Die
DE 10 2004 041 166 A1 beschreibt den bekannten Aufbau eines Abgasturboladers für ein Kraftfahrzeug, der im Wesentlichen aus einer Radialturbine und einem im Ansaugtrakt des Motors angeordneten Radialverdichter mit einem Verdichterrad, welches über eine Läuferwelle drehfest mit einem Turbinenrad der Radialturbine gekoppelt ist, besteht. Der Abgasstrom, der eine hohe kinetische und thermische Energie aufweist, treibt im Betrieb das Turbinenrad an, welches über die Kopplung mit der Läuferwelle das Verdichterrad in Rotation versetzt. Der Radialverdichter saugt Luft an und verdichtet diese, wodurch im Ansaugtrakt des Motors eine entsprechend größere Masse Frischluft und damit mehr Sauerstoff zur Verfügung steht als bei einem herkömmlichen Saugmotor. Damit erhöht sich der Motor-Mitteldruck und dadurch bedingt das Motor-Drehmoment, was unmittelbar einer höheren Leistungsabgabe des Motors gleichkommt.
-
Der Abgasturbolader weist ein Turboladergehäuse auf, welches im Wesentlichen aus einem Verdichtergehäuse zur Aufnahme des Verdichterrades, einem Turbinengehäuse zur Aufnahme des Turbinenrades und einem Lagergehäuse zur Aufnahme der Läuferwelle besteht. Zwischen dem Lagergehäuse und dem Verdichtergehäuse ist eine Verdichtergehäuserückwand zum Trennen eines Ölraums des Lagergehäuses von einem hinter dem Verdichterrad gebildeten Radrückenspalt vorgesehen. Diese Gehäuse für Verdichter, Turbine und Lager sind jeweils als Gussbauteile ausgeführt und miteinander über Schrauben oder Spanneinrichtungen verbunden. Aus herstellungstechnischen Gründen und aus Gründen der besseren Montierbarkeit der Läuferwelle und deren Lagerung werden unter anderem horizontal entlang einer Mittellinie der Läuferwelle geteilte Turboladergehäuse eingesetzt. Ein derartiges horizontal geteiltes Turboladergehäuse weist zwei Turboladergehäuseschalen auf, welche jeweils eine Verdichtergehäusehälfte, eine das Lagergehäuse umschließende Lagerabschnittsgehäusehälfte und eine Turbinengehäusehälfte umfassen.
-
Der Anmelderin sind Montageanordnungen zur Montage der Verdichtergehäuse betriebsbekannt, bei denen die Verdichtergehäuserückwand beispielsweise mittels Schrauben und/oder Spannblechen am Lagergehäuse befestigt wird. Dies bedeutet allerdings, dass die Zahl der Einzelkomponenten eines derartig montierten Abgasturboladers steigt. Weiterhin bedeutet der Einsatz eines Spannbleches einen erhöhten Bauraumbedarf. Auch ist ein Spannblech bei einem horizontal geteilten Lagergehäuse nicht einsetzbar. Geschraubte Verbindungen weisen weiterhin den Nachteil auf, dass die Verschraubungselemente die Strömungsverhältnisse im Diffusorspalt massiv beeinflussen können. Um dies zu verhindern, sind zusätzliche Komponenten, wie Strömungsbleche zur Abdeckung der Verschraubungselemente, erforderlich.
-
Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Abgasturbolader und ein verbessertes Verfahren zur Montage eines derartigen Abgasturboladers zur Verfügung zu stellen.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Abgasturbolader mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und/oder durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 14 und/oder durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 15 gelöst.
-
Demgemäß sind vorgesehen:
Ein Abgasturbolader, insbesondere für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges, mit einem Lagergehäuse zum Lagern einer Läuferwelle; mit einem Verdichtergehäuse zum Aufnehmen eines Verdichterrades; mit einer zwischen dem Lagergehäuse und dem Verdichtergehäuse angeordneten Verdichtergehäuserückwand, um einen Ölraum des Lagergehäuses von einem zwischen der Verdichtergehäuserückwand und einem Radrücken des Verdichterrades ausgebildeten Radrückenspalt zu trennen, wobei die Verdichtergehäuserückwand einen Eingriffsabschnitt aufweist; und mit einer Spanneinrichtung, welche einen zu dem Eingriffsabschnitt komplementären Gegeneingriffsabschnitt und einen Kopfabschnitt aufweist, wobei der Kopfabschnitt zumindest abschnittsweise auf einer Oberfläche des Lagergehäuses aufliegt, und wobei der Gegeneingriffsabschnitt der Spanneinrichtung mit dem Eingriffsabschnitt der Verdichtergehäuserückwand derart in formschlüssigen Kontakt steht, dass das Lagergehäuse und die Verdichtergehäuserückwand miteinander kraftschlüssig verbunden sind.
-
Ein Kraftfahrzeug, welches mit einem derartigen Abgasturbolader ausgestattet ist.
-
Ein Verfahren zur Montage eines derartigen Abgasturboladers, mit den Montageschritten: Verbinden der Verdichtergehäuserückwand mit dem Lagergehäuse unter Verwendung der Spanneinrichtung, wobei die Spanneinrichtung in Richtung zu einer dem Ölraum zugeordneten ersten Seitenfläche der Verdichtergehäuserückwand durch das Lagergehäuse geführt wird, wobei ein Kopfabschnitt der Spanneinrichtung zumindest abschnittsweise auf einer Oberfläche des Lagergehäuses zum Aufliegen kommt, und wobei der Gegeneingriffsabschnitt der Spanneinrichtung mit dem Eingriffsabschnitt der Verdichtergehäuserückwand derart in formschlüssigem Kontakt gebracht wird, dass das Lagergehäuse und die Verdichtergehäuserückwand kraftschlüssig miteinander verbunden werden; und Verbinden des Lagergehäuses mit einem Turboladergehäuse.
-
Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht unter anderem darin, dass die Verdichtergehäuserückwand und das Lagergehäuse durch den formschlüssig mit dem Eingriffsabschnitt in Eingriff stehenden Gegeneingriffabschnitt der Spanneinrichtung miteinander kraftschlüssig verbunden sind. Die Montagerichtung der Spanneinrichtung erfolgt in Richtung zu einer dem Ölraum zugeordneten ersten Seitenfläche der Verdichtergehäuserückwand, wodurch im Bereich des Radrückenspaltes keine Befestigungselemente vorzusehen sind.
-
Mit dem erfindungsgemäßen Abgasturbolader bzw. mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Montage eines solchen Abgasturboladers ist es somit möglich, die Verdichtergehäuserückwand mit dem Lagergehäuse so zu verbinden, dass an der Vorderseite der Verdichtergehäuserückwand keine Verbindungselemente die Strömung im Radrückenspalt und im Diffusorspalt beeinflussen. Die Verbindung zwischen der Verdichtergehäuserückwand und dem Lagergehäuse erfolgt mit einer minimal erforderlichen Anzahl an Komponenten und mit einem minimalen axialen Bauraum.
-
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus der Beschreibung in Zusammenschau mit den Figuren der Zeichnung.
-
In einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die Spanneinrichtung zumindest abschnittsweise durch eine Ausnehmung in dem Lagergehäuse geführt. Hierdurch ist bei der Montage der Spanneinrichtung eine vorteilhafte Selbstausrichtung der verschraubten Gehäuseteile möglich, wodurch sich die Montage des erfindungsgemäßen Abgasturboladers vereinfacht.
-
In einer typischen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist die Spanneinrichtung ein elastisches Material, insbesondere ein federelastisches Material auf, um eine Vorspannung zwischen dem Lagergehäuse und der Verdichtergehäuserückwand zu erzeugen. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise vermieden, dass sich die Verbindung zwischen der Verdichtergehäuserückwand und der Spanneinrichtung im Betrieb des Abgasturboladers selbstständig lösen kann, wodurch eine Beschädigung des erfindungsgemäßen Abgasturboladers zuverlässig verhindert wird.
-
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weisen der Eingriffsabschnitt und der Gegeneingriffsabschnitt Gewindegänge auf, die im eingegriffenen Zustand den formschlüssigen Kontakt ausbilden. Hierdurch wird in einfacher und kostengünstig herzustellender Art und Weise ein formschlüssiger Kontakt zwischen der Spanneinrichtung und der Verdichtergehäuserückwand ermöglicht.
-
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist der Eingriffsabschnitt als Ausnehmung, insbesondere als Sacklochbohrung, ausgebildet, welche sich von einer dem Ölraum zugeordneten ersten Seitenfläche der Lagergehäuserückwand in diese hineinerstreckt. Hierdurch ist der Eingriffsabschnitt besonders leicht und kostengünstig herstellbar, wodurch sich die Herstellungskosten des erfindungsgemäßen Abgasturboladers reduzieren.
-
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist die Ausnehmung eine Kopfabschnittsaufnahme, insbesondere in Form einer zylinderförmigen Ausnehmung, zur zumindest abschnittsweisen Aufnahme des Kopfabschnitts der Spanneinrichtung auf. Hierdurch lässt sich vorteilhaft ein besonders kleiner axialer Bauraum erreichen, wodurch sich der Einsatzbereich des erfindungsgemäßen Abgasturboladers vergrößert.
-
In einer ebenso bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die Spanneinrichtung als Zylinderschraube ausgebildet. Hierdurch sind zur Verbindung der Verdichtergehäuserückwand und des Lagergehäuses Standardkomponenten verwendbar, wodurch sich die Herstellungskosten zur Herstellung des erfindungsgemäßen Abgasturboladers vorteilhaft verringern.
-
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist zwischen der Verdichtergehäuserückwand und dem Lagergehäuse eine Dichteinrichtung, insbesondere ein O-Ring, in einer in dem Lagergehäuse bezüglich der Läuferwelle axial oder radial angeordneten umlaufenden Nut vorgesehen. Dies ermöglicht eine schnelle und kostengünstige Montage der Dichteinrichtung, wodurch sich die Produktionskosten des erfindungsgemäßen Abgasturboladers verringern.
-
In einer ebenso bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist zwischen der Verdichtergehäuserückwand und dem Lagergehäuse eine Ölabweiseinrichtung, insbesondere ein Ölabweisblech, kraftschlüssig festgeklemmt. Dies ermöglicht eine einfache und schnelle Montage der Ölabweiseinrichtung, wodurch die Produktionskosten des erfindungsgemäßen Abgasturboladers reduziert werden.
-
In einer ebenso bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die Verdichtergehäuserückwand derart ausgebildet, dass eine dem Radrückenspalt zugeordnete zweite Seitenfläche der Lagergehäuserückwand als glatte und/oder polierte Strömungsfläche ausgebildet ist. Hierdurch werden die Strömungsverluste in dem Radrückenspalt und in dem Diffusorspalt verringert, wodurch sich der Wirkungsgrad des erfindungsgemäßen Abgasturboladers vorteilhaft erhöht.
-
In einer typischen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist die Verdichtergehäuserückwand einen bezüglich der Läuferwelle radial umlaufenden Flanschbereich auf, welcher mit einem dazu komplementären Gegenflanschbereich des Lagergehäuses zur radialen Festlegung der Verdichtergehäuserückwand an dem Lagergehäuse in Eingriff ist. Dies ermöglicht eine schnelle und zuverlässige Positionierung der Verdichtergehäuserückwand bezüglich des Lagergehäuses, wodurch sich die Produktionskosten des erfindungsgemäßen Abgasturboladers reduzieren.
-
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist die Verdichtergehäuserückwand mehrere Eingriffsabschnitte auf, welche bevorzugt beabstandet voneinander und in einem gleichen radialen Abstand zu der Läuferwelle angeordnet sind und der Abgasturbolader weist eine der Anzahl der mehreren Eingriffsabschnitte entsprechende Anzahl an Spannmitteln auf, deren Gegeneingriffsabschnitte mit den Eingriffsabschnitten der Verdichtergehäuserückwand in formschlüssigem Kontakt stehen. Dies ermöglicht eine zuverlässige und sichere Verbindung der Verdichtergehäuserückwand mit dem Lagergehäuse, wodurch sich die Betriebssicherheit des erfindungsgemäßen Abgasturboladers erhöht.
-
In einer ebenso bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist der Abgasturbolader durch eine Turbine, die ein Turbinengehäuse aufweist, in welchem ein Turbinenrad angeordnet ist; einen Verdichter, der das Verdichtergehäuse und das Verdichterrad aufweist; und die Läuferwelle, die das Turbinenrad und das Verdichterrad drehfest verbindet, gekennzeichnet. Hierdurch ist mittels des erfindungsgemäßen Abgasturboladers die Ausnutzung der thermischen und kinetischen Energie eines Abgasstroms zur Erzeugung einer Leistungssteigerung eines Verbrennungsmotors möglich.
-
Die obigen Ausgestaltungen lassen sich – sofern sinnvoll – auf beliebige Weise miteinander kombinieren.
-
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei:
-
1 eine Teilansicht eines Querschnitts durch eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Abgasturboladers;
-
2 eine Detailansicht des Querschnittes durch die bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Abgasturboladers gemäß der 1;
-
3 eine perspektivische Ansicht der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Abgasturboladers gemäß der 1;
-
4 eine weitere perspektivische Ansicht der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Abgasturboladers gemäß der 1; und
-
5 eine Aufsicht auf eine bevorzugte Ausführungsform eines Verbrennungsmotors mit einem erfindungsgemäßen Abgasturbolader gemäß der 1.
-
In den Figuren der Zeichnung sind – sofern nichts anderes ausgeführt ist – gleiche Bauteile, Elemente und Merkmale mit denselben Bezugzeichen versehen worden.
-
1 illustriert eine Teilansicht eines Querschnittes durch eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Abgasturboladers und 2 stellt eine Detailansicht des Querschnittes durch die bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Abgasturboladers gemäß der 1 dar. 3 illustriert eine perspektivische Ansicht der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Abgasturboladers gemäß der 1. Im Folgenden wird auf die 1 bis 3 gleichzeitig Bezug genommen.
-
Ein Abgasturbolader 1 weist ein Lagergehäuse 3, eine Verdichtergehäuserückwand 7 und eine Läuferwelle 4 mit einem Verdichterrad 6 und einem Turbinenrad 37 auf. Weiterhin weist der Abgasturbolader 1 ein in 2 dargestelltes Turboladergehäuse 51 auf, welches das Lagergehäuse 3 zumindest abschnittsweise umschließt. Das Turboladergehäuse 51 umfasst ein Turbinengehäuse, ein Verdichtergehäuse 5 und einen zwischen dem Verdichtergehäuse 5 und dem Turbinengehäuse angeordneten, das Lagergehäuse 3 zumindest abschnittsweise umschließenden Lagergehäuseabschnitt 52 auf. Das Turbinenrad 37 ist in dem nicht dargestellten Turbinengehäuse aufgenommen. Die Läuferwelle 4 verbindet das Verdichterrad 6 und das Turbinenrad 37 drehfest. Das Verdichterrad 6 ist in einem Verdichtergehäuse 5 aufgenommen. Das Verdichterrad 6 ist mit einer Beschaufelung 50 und mit einer der Beschaufelung 50 abgewandten Radrückenwand 9 versehen. Das Turbinenrad 37 kann integraler Bestandteil der Läuferwelle 4 sein. Die Läuferwelle 4 ist mittels einer Lageranordnung 44 drehbar in dem Lagergehäuse 3 gelagert.
-
Das Turboladergehäuse 51 weist bevorzugt eine horizontale Teilungsebene auf, die durch eine Rotationsachse 39 der Läuferwelle 4 verläuft. Zur Montage und Demontage des Turboladers 1 ist das Turboladergehäuse 51 in dieser Teilungsebene teilbar. Das Lagergehäuse 3 ist bevorzugt nicht teilbar ausgeführt. Ein Gegenflanschbereich 34 des Lagergehäuses 3 ist zumindest abschnittsweise komplementär zu einem Flanschbereich 33 der Verdichtergehäuserückwand 7 ausgebildet. Der Gegenflanschbereich 34 ist bevorzugt als Topfflansch, das heißt als zylinderförmige Ausnehmung in dem Lagergehäuse 3 mit einer zylindrischen Innenfläche 45, deren Mittelachse der Rotationsachse 39 entspricht, ausgebildet. Der Gegenflanschbereich 34 weist weiterhin bevorzugt eine plane, senkrecht zur Rotationsachse 39 ausgerichtete Anlagefläche 46 auf. Im Gegenflanschbereich 34 ist beispielsweise eine auf der Anlagefläche 46 bezüglich der Rotationsachse radial umlaufende Axial-Ringnut 27 ausgebildet. Die Nut 27 ist bevorzugt als rechteckige Ringnut ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich dazu kann im Gegenflanschbereich 34 auch eine auf der Innenfläche 45 umlaufende, bezüglich der Rotationsachse 39 radial angeordnete Radial-Ringnut 28 vorgesehen sein. Der Gegenflanschbereich 34 weist eine oder bevorzugt eine Vielzahl an Ausnehmungen 16 auf, die als Durchbrüche, insbesondere als Durchgangsbohrungen in dem Lagergehäuse 3 ausgebildet sind. Im Folgenden wird zur Vereinfachung auf nur eine Ausnehmung 16 Bezug genommen. Eine Ausnehmung 16 erstreckt sich jeweils von einer zu der Anlagefläche 46 parallel und von dieser beabstandet angeordneten Flanschfläche 47 des Lagergehäuses 3 zu der Anlagefläche 46 hin. Im Bereich der Flanschfläche 47 ist eine Kopfabschnittsaufnahme 22 der Ausnehmung 16, bevorzugt in Form einer zylinderförmigen Ausnehmung 23 angeordnet. Die Ausnehmung 23 ist bevorzugt koaxial zu der Ausnehmung 16 ausgebildet. Die Ausnehmung 23 erstreckt sich von der Flanschfläche 47 bis zu einer von dieser beabstandeten Oberfläche 15 in das Lagergehäuse 3 hinein.
-
Die Verdichtergehäuserückwand 7 weist eine dem Lagergehäuse 3 zugeordnete erste Seitenfläche 21 und eine dem Verdichterrad 6 zugerordnete zweite Seitenfläche 31 auf. Der Flanschbereich 33 der Verdichtergehäuserückwand 7 weist eine zylinderförmige Außenfläche 48 und eine zu der Rotationsachse 39 senkrecht angeordnete Anlagefläche 49 auf. Bevorzugt weist die Verdichtergehäuserückwand 7 im Flanschbereich 33 eine Vielzahl an Eingriffsabschnitten 11 auf, welche bevorzugt beabstandet voneinander und in einem gleichen radialen Abstand zu der Rotationsachse 39 angeordnet sind. Zur Vereinfachung wird im Folgenden auf nur einen Eingriffsabschnitt 11 Bezug genommen. Der Eingriffsabschnitt 11 ist beispielsweise als Ausnehmung 19, insbesondere als Sacklochbohrung 20 ausgebildet. Diese Sacklochbohrung 20 erstreckt sich von der ersten Seitenfläche 21, insbesondere von der Anlagefläche 49 der Verdichtergehäuserückwand 7 in diese hinein, durchbricht die Verdichtergehäuserückwand 7 allerdings bevorzugt nicht auf deren zweiter Seitenfläche 31. Der Eingriffsabschnitt 11 weist beispielsweise ein Innengewinde mit Gewindegängen 17 auf. Der Eingriffsabschnitt 11 ist bevorzugt kollinear zu der Ausnehmung 16 des Lagergehäuses 3 angeordnet. Bevorzugt weist die Verdichtergehäuserückwand 7 eine Vielzahl an Eingriffsabschnitten 11 auf, welche der Anzahl der Ausnehmungen 16 des Lagergehäuse 3 entspricht.
-
Der Abgasturbolader 1 weist weiterhin eine oder entsprechend eine Vielzahl an, beispielsweise als Zylinderschrauben 24 ausgebildeten, Spanneinrichtungen 12 auf. Zur Vereinfachung wird im Folgenden auf nur eine Spanneinrichtung 12 Bezug genommen. Die Spanneinrichtung 12 ist bevorzugt mit einem zu dem Eingriffsabschnitt 11 komplementären Gegeneingriffsabschnitt 13 und mit einem Kopfabschnitt 14 versehen. Der Gegeneingriffsabschnitt 13 ist bevorzugt als Außengewinde mit Gewindegängen 18 ausgebildet.
-
Weiterhin weist der Abgasturbolader 1 eine Ölabweiseinrichtung 29, insbesondere in Form eines Ölabweisblechs 30 und eine Dichteinrichtung 25, beispielsweise einen O-Ring 26 auf.
-
Die zylinderförmige Außenfläche 48 des Flanschbereichs 33 der Verdichtergehäuserückwand 7 ist im Wirkkontakt mit der zylinderförmige Innenfläche 45 des Gegenflanschbereichs 34 des Lagergehäuses 3. Die axiale Positionierung der beiden Bauteile 3, 7 erfolgt durch Berührung der Anlageflächen 46, 49. Zwischen der Verdichtergehäuserückwand 7 und dem Lagergehäuse 3 ist die Ölabweiseinrichtung 29 kraftschlüssig festgeklemmt. Die Verdichtergehäuserückwand 7 und das Lagergehäuse 3 umschließen einen Ölraum 8 des Abgasturboladers 1. Der Ölraum 8 ist mittels der Ölabweiseinrichtung 29 bezüglich der Rotationsachse 39 axial in zwei Teile geteilt. In der Nut 27 bzw. in der Nut 28 ist die Dichteinrichtung 25 in Form des O-Rings 26 vorgesehen. Der O-Ring 26 dient der Abdichtung zwischen dem Lagergehäuse 3 und der Verdichtergehäuserückwand 7. Das Lagergehäuse 3 ist mittels der Spanneinrichtung 12 bzw. mittels einer Vielzahl an Spanneinrichtungen 12 mit dem Eingriffsabschnitt 11 bzw. den Eingriffsabschnitten 11 der Verdichtergehäuserückwand 7 verbunden. Hierdurch ist eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Lagergehäuse 3 und der Verdichtergehäuserückwand 7 hergestellt.
-
Dadurch, dass die Eingriffsabschnitte 11 bevorzugt als Sacklochbohrung 20, ausgehend von der ersten Seitenfläche 21 der Lagergehäuserückwand 7 ausgebildet sind, ist die zweite Seitenfläche 31 der Verdichtergehäuserückwand 7 bevorzugt als glatte und/oder polierte Strömungsfläche 32 ausgebildet. Zwischen dem Radrücken 9 des Verdichterrades 6 und der zweiten Seitenfläche 31 der Lagergehäuserückwand 7 ist ein Radrückenspalt 10 ausgebildet. Bei montiertem Turboladergehäuse 51 bzw. montiertem Verdichtergehäuse 5 ist radial bezüglich des Radrückenspalts 10 zwischen dem Verdichtergehäuse 5 und der zweiten Seitenfläche 31 der Lagergehäuserückwand 7 ein Diffusorspalt 40 ausgebildet. Dadurch, dass der Eingriffsabschnitt 11 sich nur von der ersten Seitenfläche 21 ausgehend in die Verdichtergehäuserückwand erstreckt, befinden sich in dem Diffusorspalt 40 keine die Strömung beeinflussenden Befestigungselemente.
-
Die Kopfabschnittsaufnahme 22 der Ausnehmung 16 dient der zumindest abschnittsweisen Aufnahme des Kopfabschnitts 14 der Spanneinrichtung 12. Hierdurch ist der Kopfabschnitt 14 zumindest teilweise in der Verdichtergehäuserückwand 7 versenkt, wodurch sich ein geringer axialer Bauraum ergibt. Der Kopfabschnitt 14 liegt dabei zumindest abschnittsweise auf der Oberfläche 15 der Ausnehmung 23 der Kopfabschnittsaufnahme 22 auf.
-
Bei der Montage eines erfindungsgemäßen Abgasturboladers 1 wird zunächst die Verdichtergehäuserückwand 7 mit dem Lagergehäuse 3 unter Verwendung der Spanneinrichtung 12 verbunden, wobei die Spanneinrichtung 12 in Richtung zu der dem Ölraum 8 zugeordneten ersten Seitenfläche 21 der Verdichtergehäuserückwand 7 durch die Ausnehmung 16 des Lagergehäuses 3 geführt wird. Die radiale Positionierung der Bauteile 3, 7 zueinander erfolgt über die Innenfläche 45 und die Außenfläche 48 des Gegenflanschabschnitts 34 und des Flanschabschnitts 33. Bei dem Verbinden kommt der Kopfabschnitt 14 der Spanneinrichtung 12 zumindest abschnittsweise auf der Oberfläche 15 des Lagergehäuses 3 zum Aufliegen. Der Kopfabschnitt 14 wird dabei zumindest abschnittsweise in der Kopfabschnittsaufnahme 22 der Ausnehmung 16 aufgenommen. Vor dem Verbinden der Verdichtergehäuserückwand 7 mit dem Lagergehäuse 3 wird zwischen den beiden Komponenten die Ölabweiseinrichtung 29 und die Dichteinrichtung 25 eingelegt. Bei dem Verbinden wird der Gegeneingriffsabschnitt 13 der Spanneinrichtung 12 mit dem Eingriffsabschnitt 11 der Verdichtergehäuserückwand 7 derart in formschlüssigen Kontakt gebracht, dass das Lagergehäuse 3 und die Verdichtergehäuserückwand 7 kraftschlüssig miteinander verbunden werden. Der formschlüssige Kontakt wird durch die Gewindegänge 17, 18 an dem Eingriffsabschnitt 11 und dem Gegeneingriffsabschnitt 13 ausgebildet. Dadurch, dass die Spanneinrichtung 12 beispielsweise ein elastisches Material, insbesondere ein federelastisches Material wie beispielsweise einen Federstahl aufweist, ist eine Vorspannung zwischen Lagergehäuse 3 und der Verdichtergehäuserückwand 7 erzeugbar. Hierdurch wird vorteilhaft ein ungewolltes Lösen, beispielsweise durch auftretende Vibrationen im Betrieb des Abgasturboladers 1 verhindert. Nach dem Verbinden der Verdichtergehäuserückwand 7 mit dem Lagergehäuse 3 wird das Lagergehäuse 3 mit dem Turboladergehäuse 51 verbunden. Hierzu wird das montierte Lagergehäuse 3 in eine erste Turboladergehäusehälfte eingelegt, welche anschließend mit einer zweiten Turboladergehäusehälfte verschlossen wird. Die beiden Turboladergehäusehälften werden beispielsweise miteinander verschraubt.
-
4 illustriert eine weitere perspektivische Ansicht der bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abgasturboladers gemäß der 1.
-
Die 4 zeigt den Abgasturbolader 1 mit einer Vielzahl an Spanneinrichtungen 12. Die Spanneinrichtungen 12 sind bevorzugt gleichmäßig beabstandet voneinander und in einem gleichen radialen Abstand zu der Läuferwelle 4 angeordnet. Es sind dementsprechend eine entsprechende Anzahl an Ausnehmungen 16 in dem Lagergehäuse 3 und eine entsprechende Anzahl an Eingriffsabschnitten 11 in der Verdichtergehäuserückwand 7 vorgesehen.
-
5 zeigt eine Aufsicht auf eine bevorzugte Ausführungsform eines Verbrennungsmotors mit einem erfindungsgemäßen Abgasturbolader gemäß der 1.
-
Ein Verbrennungsmotor 2 mit mehreren Zylindern 41 ist über eine Abgasleitung 42 fluidisch mit dem in einem Turbinengehäuse 36 angeordneten Turbinenrad 37 einer Turbine 35 gekoppelt. Das Turbinenrad 37 ist über die Läuferwelle 4 mit dem Verdichterrad 6 drehfest verbunden. Die Läuferwelle 4 ist in dem Lagergehäuse 3 mittels der Lageranordnung 44 drehbar gelagert. Das Verdichterrad 6 ist in dem Verdichtergehäuse 5 eines Verdichters 38 des Abgasturboladers 1 aufgenommen. Das Verdichterrad 6 ist über einen Ansaugtrakt 43 mit dem Verbrennungsmotor 2 fluidisch gekoppelt. Das Turbinengehäuse 36 und das Verdichtergehäuse 5 sind bevorzugt Bestandteile des Turboladergehäuses 51.
-
Im Betrieb des Verbrennungsmotors 2 mit dem Abgasturbolader 1 stellt der Verbrennungsmotor 2 über die Abgasleitung 42 dem Turbinenrad 37 Abgas zur Verfügung. Durch das Turbinenrad 37 wird die thermische und kinetische Energie des Abgases erniedrigt und die Energie des Abgases in Rotationsenergie umgewandelt. Die Rotationsenergie wird über die Läuferwelle 4 auf das Verdichterrad 6 übertragen. Das Verdichterrad 6 saugt Frischluft an, komprimiert diese und führt die komprimierte Frischluft über den Ansaugtrakt 43 dem Verbrennungsmotor 2 zu.
-
Dadurch, dass in dem komprimierten Luftvolumen pro Volumeneinheit mehr Sauerstoff vorhanden ist, kann im Verbrennungsmotor 2 pro Luftvolumeneinheit mehr Kraftstoff verbrannt werden, wodurch sich die Leistungsausbeute des Verbrennungsmotors 2 erhöht.
-
Dadurch, dass bei dem erfindungsgemäßen Abgasturbolader 1 in dem Radrückenspalt 10 und in dem Diffusorspalt 40 keine Befestigungselemente zur Befestigung der Verdichtergehäuserückwand 7 an dem Lagergehäuse 3 angeordnet sind, wird die Strömung der einströmenden Frischluft nicht negativ beeinflusst. Hierdurch erhöht sich der Wirkungsgrad des Abgasturboladers 1 bzw. des Verbrennungsmotors 2 mit dem Abgasturbolader 1. Darüber hinaus ist die Produktion des Abgasturboladers 1 im Vergleich zu bekannten Abgasturboladern mit einer geringeren Anzahl an Einzelkomponenten möglich, wobei anstatt aufwendiger und kostenintensiver Klemmelemente kostengünstige Schrauben einsetzbar sind. Weiterhin ist die Montage des Abgasturboladers 1 schneller und einfacher durchzuführen. Hierdurch reduzieren sich die Kosten für den erfindungsgemäßen Abgasturbolader 1 und den mit dem erfindungsgemäßen Abgasturbolader 1 gekoppelten Verbrennungsmotor 2.
-
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vollständig beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar.
-
In einer bevorzugten Modifikation der vorliegenden Erfindung wird die formschlüssige Verbindung zwischen dem Eingriffsabschnitt der Verdichtergehäuserückwand und dem Gegeneingriffsabschnitt der Spanneinrichtung nicht mittels einer Verschraubung, sondern mittels einer Rast- oder Schnappverbindung verwirklicht. Hierdurch ist eine besonders einfache und schnelle Montage des erfindungsgemäßen Abgasturboladers möglich.
-
Die aufgeführten Materialien, Zahlenangaben und Dimensionen sind beispielhaft zu verstehen und dienen lediglich der Erläuterung der Ausführungsformen und Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung.
-
Die angegebenen Abgasturbolader sind besonders vorteilhaft im Kraftfahrzeugbereich und hier vorzugsweise bei Personenkraftfahrzeugen, beispielsweise bei Diesel- oder Ottomotoren, einsetzbar, lassen sich bei Bedarf allerdings auch bei beliebig anderen Turboladeranwendungen einsetzen.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102004041166 A1 [0002]
