DE102010033665A1 - Multi-part turbocharger housing - Google Patents

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DE102010033665A1
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Abstract

Die Erfindung betrifft zusammenfassend ein Turboladergehäuse mit einem ersten Gehäuseteil, wobei eine Ölleitung an einer ersten Öffnung einer Außenseite des ersten Gehäuseteil beginnt, durch das erste Gehäuseteil hindurch verläuft und an einer zweiten Öffnung einer im wesentlichen hohlzylindrischen Lageraufnahme des ersten Gehäuseteils mündet. Derartige Turboladergehäuse des Stand der Technik werden aufwändig im Sandgußverfahren hergestellt und verursachen somit hohe Produktionskosten. Es wird gelehrt ohne funktionale Einbußen zu einem einfach herzustellenden und kostengünstigen Turboladergehäuse zu gelangen, indem das Turboladergehäuse ein an das erste Gehäuseteil angefügtes, zweites Gehäuseteil aufweist und beide Gehäuseteile zusammen eine zur Kühlung der Lageraufnahme vorgesehene Kühlwasserleitung bilden. Damit wird es möglich durch übliche spanabhebende Fertigungsmethoden und Fügetechnik zu einem leichten Turboladergehäuse zu gelangen, welches kostengünstig herstellbar ist.In summary, the invention relates to a turbocharger housing with a first housing part, an oil line starting at a first opening on an outside of the first housing part, running through the first housing part and opening at a second opening of an essentially hollow cylindrical bearing seat of the first housing part. Such turbocharger housings of the prior art are produced in a complex manner using the sand casting process and thus cause high production costs. It is taught to achieve an easy-to-produce and inexpensive turbocharger housing without functional losses, in that the turbocharger housing has a second housing part attached to the first housing part and both housing parts together form a cooling water line provided for cooling the bearing mount. This makes it possible to achieve a lightweight turbocharger housing that can be manufactured inexpensively using conventional machining production methods and joining technology.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft ein Turboladergehäuse, wobei eine Ölleitung an einer ersten Öffnung einer Außenseite des ersten Gehäuseteil beginnt, durch das erste Gehäuseteil hindurch verläuft und an einer zweiten Öffnung in eine im wesentlichen hohlzylindrischen Lageraufnahme des ersten Gehäuseteils mündet. Des weiteren betrifft die Erfindung einen Turbolader mit einem derartigen Gehäuse.The invention relates to a turbocharger housing, wherein an oil line begins at a first opening of an outer side of the first housing part, passes through the first housing part and opens at a second opening in a substantially hollow cylindrical bearing receptacle of the first housing part. Furthermore, the invention relates to a turbocharger with such a housing.

Stand der TechnikState of the art

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Turbolader werden zur Leistungsverbesserung von Brennkraftmaschinen verwendet, in denen die kinetische Energie des Abgasstromes mittels einer Turbine entnommen und über eine gemeinsame Welle der Turbine und eines Verdichters dazu verwendet wird das Kraftstoff-Luft-Gemisch in den Verbrennungsmotor zu pressen. Auf diese Weise kann der fixe Hubraum der Brennkraftmaschine mit einer größeren Menge des Gemisches gefüllt werden, womit bei der Verbrennung eine größere Hubkraft und somit eine größere Motorleistung erzielt werden kann.Turbochargers are used to improve the performance of internal combustion engines, in which the kinetic energy of the exhaust stream is removed by means of a turbine and used via a common shaft of the turbine and a compressor to press the fuel-air mixture into the internal combustion engine. In this way, the fixed displacement of the internal combustion engine can be filled with a larger amount of the mixture, which can be achieved in the combustion of a larger lifting force and thus a larger engine power.

Bei Personenkraftwagen erreichten Turbolader, beziehungsweise die Welle des Turboladers eine Umdrehungsgeschwindigkeit von über 200.000 Umdrehungen pro Minute. Bei Nutzkraftwagen liegt dieser Wert in der Größenordnung von 150.000 Umdrehungen pro Minute. Die Welle des Turboladers ist in der Regel mittels eines Gleitlagers im Turboladergehäuse gelagert, womit gerade in der Lageraufnahme des Turboladergehäuses eine große Reibungsenergie in Form von Wärme freigesetzt wird. Außerdem befindet sich das Turboladergehäuse zwischen dem sogenannten Heißgehäuse und dem Kaltgehäuse. Im Heißgehäuse wird der Abgasstrom auf die Turbine geleitet, wobei vom heißen Abgasstrom zusätzlich Wärme auf das Heißgehäuse übertragen wird. Während des Betriebes herrschen im Heißgehäuse typischerweise 1050°C, wohingegen im Kaltgehäuse, wo das Kraftstoff-Luft-Gemisch komprimiert wird, eine Temperatur von ungefähr 20° herrscht.In passenger cars reached turbocharger, or the shaft of the turbocharger a rotational speed of over 200,000 revolutions per minute. For commercial vehicles, this value is on the order of 150,000 revolutions per minute. The shaft of the turbocharger is usually mounted by means of a sliding bearing in the turbocharger housing, which just in the bearing receptacle of the turbocharger housing a large frictional energy is released in the form of heat. In addition, the turbocharger housing is located between the so-called hot housing and the cold housing. In the hot housing, the exhaust gas flow is directed to the turbine, whereby additional heat is transferred to the hot housing from the hot exhaust gas flow. During operation, typically 1050 ° C prevails in the hot housing, whereas in the cold housing, where the fuel-air mixture is compressed, a temperature of about 20 ° prevails.

Aus diesen Gründen ist es erforderlich, dass das Turboladergehäuse mittels einer Wasserkühlung nachhaltig und insbesondere in der Nähe der Lageraufnahme gekühlt wird. Einerseits muss verhindert werden, dass Wärme aus dem Abgasstrom über das Turboladergehäuse zum Kaltgehäuse wandert, was typischerweise auch über die Welle geschehen kann. Zum anderen gilt es die im Gleitlager entstandenen Reibungswärme abzuführen. Sollte die Kühlung innerhalb des Turboladergehäuses versagen, so wird eine Beschädigung des Gleitlagers und eine vorzeitige Entzündung des Kraftstoff-Luft-Gemisches im Kaltgehäuse riskiert.For these reasons, it is necessary that the turbocharger housing is cooled by a water cooling sustainable and especially in the vicinity of the bearing receiver. On the one hand, it must be prevented that heat from the exhaust gas flow migrates via the turbocharger housing to the cold housing, which typically can also take place via the shaft. On the other hand, it is necessary to dissipate the frictional heat generated in the sliding bearing. If the cooling inside the turbocharger housing fails, then damage to the plain bearing and premature ignition of the fuel-air mixture in the cold housing is risked.

Aus WO 2009/013332 A3 ist ein Turbolader mit Gehäuse bekannt, wobei das Gehäuse zur Aufnahme eines Gleitlagers für die Welle des Turboladers vorgesehen ist. Dieses Gehäuse besteht im wesentlichen aus eine Gussteil, welches eine Wasserleitung für die Kühlung der Lageraufnahme enthält. Für den Großteil der Wasserleitung umfasst das Gehäuse dieselbe in radialer und axialer Richtung vollständig.Out WO 2009/013332 A3 a turbocharger with housing is known, wherein the housing is provided for receiving a sliding bearing for the shaft of the turbocharger. This housing consists essentially of a casting, which contains a water pipe for cooling the bearing support. For the majority of the water pipe, the housing completely covers the same in the radial and axial directions.

Turboladergehäuse aus gegossenem Metall weisen zwar eine exzellente Wärmeleitfähigkeit auf, haben allerdings auch ein hohes Gewicht und verursachen, gerade im Hinblick auf die aufwändig zu integrierende, aber unabkömmliche Kühlwasserleitung, sehr hohe Fertigungskosten.Although cast-metal turbocharger housings have excellent thermal conductivity, they also have a high weight and, especially with regard to the complex, but indispensable cooling-water line, cause very high production costs.

Aufgabenstellungtask

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Die Aufgabe der Erfindung ist daher ein leichteres Turboladergehäuse anzugeben, welches einfacher und kostengünstiger herzustellen ist, ohne dabei die Funktionsweise des Turboladergehäuses zu verschlechtern.The object of the invention is therefore to provide a lighter turbocharger housing, which is easier and less expensive to manufacture, without deteriorating the operation of the turbocharger housing.

Die Aufgabe wird durch ein Turboladergehäuse der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass das Turboladergehäuse ein an das erste Gehäuseteil angefügtes, zweites Gehäuseteil aufweist und beide Gehäuseteile zusammen eine zur Kühlung der Lageraufnahme vorgesehene Kühlwasserleitung bilden.The object is achieved by a turbocharger housing of the type mentioned above in that the turbocharger housing has a second housing part attached to the first housing part and both housing parts together form a cooling water conduit provided for cooling the bearing mount.

Erfindungsgemäß im Turboladergehäuse eine Ölversorgung in Form wenigstens einer Ölleitung vorgesehen, die dazu dient in der hohlzylindrischen Lageraufnahme angeordnete Lager mit Öl zu versorgen. Dazu weist das erste Gehäuseteil eine erste Öffnung auf, die an einer Außenseite des ersten Gehäuseteils angeordnet ist. An dieser ersten Öffnung beginnt die Ölleitung, die durch das erste in Gehäuseteil hindurch verläuft. Beispielsweise kann die Ölleitung durch entsprechende Bohrungen in das erste Gehäuseteil eingebracht oder ausgeildet werden. An einer zweiten Öffnung des ersten Gehäuseteils endet die Ölleitung und mündet in die im wesentlichen hohlzylindrischen Lageraufnahme. Auch die Lageraufnahme wurde durch eine spanabhebende Bearbeitung, wie zum Beispiel Bohren, am ersten Gehäuseteil ausgebildet. Gegebenenfalls befinden sich diverse Nuten oder ringsähnliche Ausbildungen an der hohlzylindrischen Innenfläche der Lageraufnahme, womit die Lageraufnahme gegebenenfalls von der im wesentlichen hohlzylindrischen Form abweicht. Die zweite Öffnung stellt somit die Mündung der Ölleitung in die Lageraufnahme dar, womit das Gleit- oder Wälzlager des Turboladers mit Öl versorgt werden kann.According to the invention, an oil supply in the form of at least one oil line is provided in the turbocharger housing, which serves to supply oil stored in the hollow cylindrical bearing receptacle. For this purpose, the first housing part has a first opening which is arranged on an outer side of the first housing part. At this first opening, the oil line begins, which passes through the first in the housing part. For example, the oil line can be introduced or formed by corresponding holes in the first housing part. At a second opening of the first housing part, the oil line ends and opens into the substantially hollow cylindrical bearing receptacle. Also, the bearing support was formed by a machining, such as drilling, on the first housing part. Optionally, there are various grooves or rings-like formations on the hollow cylindrical inner surface of the bearing receptacle, whereby the bearing receptacle optionally deviates from the substantially hollow cylindrical shape. The second opening thus provides the mouth the oil line in the bearing receptacle, whereby the sliding or rolling bearing of the turbocharger can be supplied with oil.

Bei gleitgelagerten Turboladern wird beispielsweise das Schmiermittel Öl von außen unter Anwendung eines entsprechenden Druckes in die Lageaufnahme gepresst, wobei es zwischen der Lageraufnahme und den Gleitringen einen so genannten Quetschfilm bildet und nach und nach in axialer Richtung weiterwandert und das Gleitlager schließlich verlässt.In slide-bearing turbochargers, for example, the lubricant oil is pressed from the outside using a corresponding pressure in the bearing receptacle, where it forms a so-called squeeze film between the bearing support and the slip rings and gradually migrates in the axial direction and finally leaves the sliding bearing.

Erfindungsgemäß weist das Turboladergehäuse neben dem ersten Gehäuseteil auch ein zweites Gehäuseteil auf, welches an das erste Gehäuseteil angefügt ist. Die Anfügung kann durch eine bekannte Fügetechnik bewerkstelligt werden, wie zum Beispiel, Schweißen, Kleben, Bördeln und/oder Löten. Laserschweißen bietet sich insbesondere an, da somit eine industrielle Fertigung mit einer sehr kurzen Herstellungsdauer gewährleistet ist. Durch die Anfügung des zweiten Gehäuseteils an das erste Gehäuseteil entsteht eine Kühlwasserleitung, die zur Kühlung der Lageraufnahme vorgesehen ist. Mit anderen Worten, ein Teil der Außenfläche des ersten Gehäuseteils und ein weiterer Teil der Außenfläche des zweiten Gehäuseteils bilden zusammen die Innenwandung der Kühlwasserleitung. Daran ist vorteilhaft, dass die Kühlwasserleitung nicht in einem aufwändigen Gußverfahren hergestellt werden muss, sondern beide erfindungsgemäße Gehäuseteile mit üblichen spanabhebenden Methoden oder Umformtechniken herstellbar sind und nach der Bearbeitung zusammengefügt werden.According to the invention, the turbocharger housing in addition to the first housing part and a second housing part, which is attached to the first housing part. The attachment can be accomplished by a known joining technique, such as welding, gluing, crimping and / or soldering. Laser welding is particularly suitable because it ensures industrial production with a very short production time. The addition of the second housing part to the first housing part creates a cooling water pipe, which is provided for cooling the bearing seat. In other words, a part of the outer surface of the first housing part and a further part of the outer surface of the second housing part together form the inner wall of the cooling water line. It is advantageous that the cooling water line does not have to be produced in a complex casting process, but both housing parts according to the invention can be produced with conventional machining methods or forming techniques and joined together after processing.

Vorteilhafterweise ist das erste Gehäuseteil aus einem Schmiedeteil mit spanabhebenden Methoden, beispielsweise Bohren, Drehen und/oder Fräsen, hergestellt worden. Alternativ kann das erste Gehäuseteil auch aus Blech hergestellt werden, wobei jedoch auf die Gewährleistung dmes Wäremeflusses, bzw. des Kühleffektes geachtet werden muss. Das zweite Gehäuseteil ist ebenfalls besonders kostenarm herstellbar, indem es als Blechteil, insbesondere als kaltumgeformtes Blechteil, ausgebildet wird. Aufgrund der anwendbaren spanabhebenden Methoden, ist es auch möglich den Querschnitt der Kühlwasserleitung mit sehr geringer Fertigungstoleranz – im Vergleich zur Kühlkammer innerhalb der herkömmlichen Gussteile – deutlich zu vergrößern, womit bei gleich bleibenden äußeren Abmessungen vorteilhafterweise ein bis zu viermal so großer Kühlwasserdurchfluss erreicht werden kann.Advantageously, the first housing part has been produced from a forged part by means of machining methods, for example drilling, turning and / or milling. Alternatively, the first housing part can also be made of sheet metal, but care must be taken to ensure the heat flow or the cooling effect. The second housing part can also be produced particularly cost-effectively by being formed as a sheet metal part, in particular as a cold-formed sheet metal part. Due to the applicable machining methods, it is also possible the cross-section of the cooling water line with very low manufacturing tolerance - compared to the cooling chamber within the conventional castings - significantly increase, which can be achieved with the same external dimensions advantageously up to four times greater cooling water flow.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Anfügung des zweiten Gehäuseteils an das erste Gehäuseteil von zwei an der Kühlwasserleitung entlang verlaufenden Verbindungsnähten gebildet. Eine Verbindungsnaht ist das verbleibende Ergebnis einer der angewandten Fügetechniken. Beim Schweißen wäre es beispielsweise eine Schweißnaht und ein Kleben beispielsweise eine Klebenaht, etc. Daran ist vorteilhaft, dass im Gegensatz zum Sandgußverfahren die holhen Räume der Kühlwasserleitung nicht nachträglich unter Wasserhochdruck von Sandrückständen gesäubert werden müssen. Zudem fallen Bohrungen zur Entfernung des Sandkernes gar nicht erst an.In an advantageous embodiment, the attachment of the second housing part to the first housing part is formed by two connecting seams running along the cooling water pipe. A seam is the remaining result of one of the joining techniques used. When welding it would be, for example, a weld and gluing, for example, a glued seam, etc. It is advantageous that, in contrast to Sandgußverfahren the holen spaces of the cooling water pipe must not be subsequently cleaned under high water pressure of sand residues. In addition, drilling for the removal of the sand core not even fall.

Die Verbindungsnaht muss nicht nur die strukturelle Stabilität des Turboladergehäuses gewährleisten, sondern auch eine Dichtheit der Kühlwasserleitung dahingehend herbeiführen, dass ein Kühlwasserleck unter den beim Betrieb herrschenden Bedingungen ausgeschlossen werden kann. Somit kommt den Verbindungsnähten auch eine Dichtfunktion zu.The seam not only has to ensure the structural stability of the turbocharger housing, but also to ensure a tightness of the cooling water pipe in such a way that a cooling water leak under the conditions prevailing during operation can be excluded. Thus, the connection seams also have a sealing function.

Ist das zweite Gehäuseteil teilweise oder ganz aus Blech gebildet, so ist es nicht notwendig einen Wärmefluss über die Verbindungsnaht verlaufen zu lassen, da das Blech aufgrund seiner geringen Dicke relativ wenig Wärme aufnehmen kann. Somit erfolgt die Kühlung durch die Wasserleitung hauptsächlich über das erste Gehäuseteil. Alternativ sind das erste und zweite Gehäuseteil als Schmiedeteile ausgeführt, womit beide Gehäuseteile größere Wärmeströme beherbergen bzw. leiten können, was in Abhängigkeit der Turboladeranwendung gegebenenfalls notwendig ist. Alternativ können beispielsweise bei geringeren Hitzebelastungen das erste und zweite Gehäuseteil aus Blech gefertigt werden.If the second housing part is partially or entirely formed from sheet metal, then it is not necessary to allow a heat flow to flow over the connecting seam, since the sheet can absorb relatively little heat due to its small thickness. Thus, the cooling takes place through the water pipe mainly via the first housing part. Alternatively, the first and second housing part are designed as forgings, so that both housing parts accommodate or direct larger heat fluxes, which may be necessary depending on the turbocharger application. Alternatively, for example, at lower heat loads, the first and second housing part are made of sheet metal.

Vorteilhafterweise ist dass erste Gehäuseteil zur Verbindung mit einem Kaltgehäuse und/oder einem Heißgehäuse vorgesehen. Aus Montagegründen ist es sinnvoll das Kaltgehäuse, das Heißgehäuse und das Turboladergehäuse miteinander zu verschrauben. Die Verbindungen dieser Gehäuse kann jedoch auch durch andere bekannte Befestigungsmittel herbeigeführt werden. Jedoch ist wichtig, dass ein möglicherweise aus Blech bestehendes Gehäuseteil des Turboladergehäuses nicht an der Übertragung des Drehmomentes der Verschraubung teilnehmen sollte. Daher sind beispielsweise Distanzhülsen zur Anschraubung des ersten Gehäuseteil an das Heißgehäuse oder das Kaltgehäuse sinnvoll, wenn es gilt ein aus Blech gefertigtes Gehäuseteil bei dieser Befestigung zu umgehen. Die Distanzhülsen bilden somit im wesentlichen die axiale Breite des zweiten Gehäuseteils ab, die bei der Befestigung überbrückt werden muss. Daran ist vorteilhaft, dass das zweite Gehäuseteil aufgrund einer insgesamt geringeren Anlagefläche überhaupt nicht oder nur wenig an einer Wärmeübertragung vom Heißgehäuse auf dass Turboladergehäuseteil teilnehmen muss, sondern aufgrund des Abstandes und der Distanzhülsen eine weitere vorteilhafte Isolation entsteht. Ferner eignen sich die Distanzhülsen besonders, Füge- und Vibrationskräfte, welche bei der Montage beziehungsweise im Betrieb entstehen können, aufzunehmen.Advantageously, the first housing part is provided for connection to a cold housing and / or a hot housing. For assembly reasons, it makes sense to screw together the cold housing, the hot housing and the turbocharger housing. However, the connections of these housings can also be brought about by other known fastening means. However, it is important that a possibly made of sheet metal housing part of the turbocharger housing should not participate in the transmission of the torque of the screw. Therefore, for example, spacers are useful for screwing the first housing part to the hot housing or the cold housing when it comes to a made of sheet metal housing part to bypass this attachment. The spacers thus substantially form the axial width of the second housing part, which must be bridged during attachment. It is advantageous that the second housing part due to a total lower contact surface not at all or little to participate in heat transfer from the hot housing on the turbocharger housing part, but due to the distance and the spacers, a further advantageous isolation arises. Furthermore, the spacer sleeves are particularly suitable for and vibration forces that may arise during assembly or during operation to record.

In Abhängigkeit vom Anwendungsfall ist es möglich anstatt Distanzhülsen zu verwenden, das zweite Gehäuseteil stabiler auszuführen (z. B. gedoppelte Wandungen oder Ähnliches), so dass das zweite Gehäuseteil zwischen erstem Gehäuseteil und dem Heißgehäuse verspannt werden kann.Depending on the application, it is possible, instead of using spacer sleeves, to make the second housing part more stable (eg double walls or the like), so that the second housing part can be clamped between the first housing part and the hot housing.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist ein drittes Gehäuseteil dazu vorgesehen einen Befestigungsadapter zur Befestigung des ersten Gehäuseteils an das Kaltgehäuse zu bilden. Grundsätzlich ist es möglich das erste Gehäuseteil derart auszubilden, dass eine direkte Befestigung an das Kaltgehäuse möglich ist. Da jedoch dieses dritte Gehäuseteil optional ebenfalls aus Blech geformt werden kann, entsteht aufgrund der Mehrteiligkeit ein weiterer Kostenvorteil. Die Befestigung des dritten Gehäuseteil am ersten Gehäuseteil kann dabei durch Verschraubung oder Laserschweißen oder irgendeine andere Art einer mechanischen Verbindung bewerkstelligt werden.In an advantageous embodiment, a third housing part is provided to form a mounting adapter for fastening the first housing part to the cold housing. In principle, it is possible to form the first housing part such that a direct attachment to the cold housing is possible. However, since this third housing part can optionally also be formed from sheet metal, a further cost advantage arises due to the multiple-part design. The attachment of the third housing part on the first housing part can be accomplished by screwing or laser welding or any other type of mechanical connection.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist ein Befestigungsmittel, wie zum Beispiel eine Schraube, sowohl zur Anschraubung des ersten Gehäuseteils an das Heißgehäuse, als auch zu Befestigung des dritten Gehäuseteils an das ersten Gehäuseteil, vorgesehen. Dies vereinfacht die Befestigung des Turboladergehäuses in einer zwei- oder mehrteiligen Ausführung dadurch, dass dafür dasselbe Befestigungsmittel verwendbar ist.In an advantageous embodiment, a fastening means, such as a screw, both for screwing the first housing part to the hot housing, as well as for attachment of the third housing part to the first housing part, is provided. This simplifies the attachment of the turbocharger housing in a two- or multi-part design in that for the same fastener is used.

Das erfindungsgemäße Turboladergehäuse ist sowohl bei wälzgelagerten, als auch bei gleitgelagerten Turboladern einsetzbar. Das Turboladergehäuse kann weiterhin aus mehr alszwei oder drei Teilen bestehen, wobei jedes Teil speziell für eine oder mehrere Funktionen vorgesehen sein kann. Wichtig ist, dass eines der die Kühlwasserleitung bildenden Gehäuseteile ausreichend Masse hat, um eine optimale Wärmeleitung zur Kühlwasserleitung sicherzustellen.The turbocharger housing according to the invention can be used both in roller-mounted and in slide-mounted turbochargers. The turbocharger housing may further consist of more than two or three parts, each part being designed specifically for one or more functions. It is important that one of the cooling water pipe forming housing parts has sufficient mass to ensure optimum heat conduction to the cooling water pipe.

Weitere vorteilhafte Ausbildungen und bevorzugete Weiterbildungen der Erfindung sind der Figurenbeschreibung und/oder den Unteransprüchen zu entnehmen.Further advantageous embodiments and preferred developments of the invention can be taken from the description of the figures and / or the subclaims.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben und erläutert.In the following the invention will be described and explained in more detail with reference to the exemplary embodiments illustrated in the figures.

Es zeigen:Show it:

1 einen gleitgelagerten Turbolader mit einem dreiteiligen Turboladergehäuse im Längsschnitt entlang der Rotationsachse, 1 a sliding bearing turbocharger with a three-part turbocharger housing in longitudinal section along the axis of rotation,

2 das erste Gehäuseteil des Turboladergehäuses aus 1 als spanabhebend nachbehandeltes Schmiedeteil im Längsschnitt entlang der Rotationsachse, 2 the first housing part of the turbocharger housing off 1 as a machined forged part in longitudinal section along the axis of rotation,

3 das erste Gehäuseteil des Turboladergehäuses aus 1 mit Blickrichtung entlang der Vertikalachse, 3 the first housing part of the turbocharger housing off 1 looking along the vertical axis,

4 das erste Gehäuseteil des Turboladergehäuses aus 1 mit Blickrichtung entlang der Rotationsachse, 4 the first housing part of the turbocharger housing off 1 looking along the axis of rotation,

5 das zweite Gehäuseteil des Turboladergehäuses aus 1 mit Blickrichtung entlang der Rotationsachse, 5 the second housing part of the turbocharger housing off 1 looking along the axis of rotation,

6 das zweite Gehäuseteil des Turboladergehäuses aus 1 in einer ersten Schnittdarstellung senkrecht zur Rotationsachse, 6 the second housing part of the turbocharger housing off 1 in a first sectional view perpendicular to the axis of rotation,

7 das zweite Gehäuseteil des Turboladergehäuses aus 1 in einer zweiten Schnittdarstellung senkrecht zur Rotationsachse, 7 the second housing part of the turbocharger housing off 1 in a second sectional view perpendicular to the axis of rotation,

8 das dritte Gehäuseteil des Turboladergehäuses aus 1 mit Blickrichtung entlang der Rotationsachse, und 8th the third housing part of the turbocharger housing off 1 with view along the axis of rotation, and

9 das dritte Gehäuseteil des Turboladergehäuses aus 1 in einer Schnittdarstellung senkrecht zur Rotationsachse. 9 the third housing part of the turbocharger housing off 1 in a sectional view perpendicular to the axis of rotation.

Ausführungsbeispieleembodiments

Beschreibung der ZeichnungenDescription of the drawings

1 zeigt einen gleitgelagerten Turbolader mit einem dreiteiligen Turboladergehäuse im Längsschnitt entlang der Rotationsachse R. Das erste Gehäuseteil 15 des Turboladergehäuses ist als spanabhebend nachbehandeltes Schmiedeteil im Längsschnitt entlang der Rotationsachse R ausgeführt. 1 shows a sliding bearing turbocharger with a three-piece turbocharger housing in longitudinal section along the axis of rotation R. The first housing part 15 of the turbocharger housing is designed as a machined by-worked forging in longitudinal section along the axis of rotation R.

Das Turboladergehäuse besteht aus dem ersten Gehäuseteil 15, dem zweiten Gehäuseteil 7 und dem dritten Gehäuseteil 16. Das Turboladergehäuse ist zwischen dem Kaltgehäuse 1 und dem Heißgehäuse angeordnet und mit beiden verschraubt.The turbocharger housing consists of the first housing part 15 , the second housing part 7 and the third housing part 16 , The turbocharger housing is between the cold housing 1 and the hot housing and screwed to both.

Die Welle 19 verbindet die Turbine 10, welche im Heißgehäuse 12 angeordnet ist, mit dem im Kaltgehäuse 1 angeordneten Verdichter 17, welcher auf der Welle 19 mittels eines Befestigungselementes 18, z. B. einer Mutter, befestigt ist. Die Welle 19 ist einstückig mit der Turbine 10 ausgebildet, womit grundsätzlich die Gefahr besteht, dass aufgrund von Wärmeleitung Wärme aus dem Kreisgehäuse 12 in das Kaltgehäuse 1 wandert.The wave 19 connects the turbine 10 , which in the hot housing 12 is arranged with the cold housing 1 arranged compressor 17 which is on the shaft 19 by means of a fastening element 18 , z. B. a mother is attached. The wave 19 is integral with the turbine 10 formed, which in principle there is a risk that due to heat conduction heat from the circular housing 12 in the cold housing 1 emigrated.

Die Wasserleitung 11 weist eine quadratische oder zumindest rechteckige Schnittfläche auf, wobei die Wasserleitung im wesentlichen eine Ringform besitzt und einen Teil der Gleitlagerung radial umfasst. Die Wasserleitung 11 wird auch oft als Kühlkammer oder Wassertasche bezeichnet. Die Wasserleitung 11 wird zum einen Teil vom ersten Gehäuseteil 15 und zum anderen Teil vom zweiten Gehäuseteil 7 gebildet und begrenzt. Die Verbindungsnähte 9, 14 wurden mittels einer Fügetechnik, wie zum Beispiel Laserschweißen, hergestellt und führen zu einer strukturellen Stabilität des Turboladergehäuses und dichten ebenso die Wasserleitung 11 ab, so dass kein Kühlwasser auftreten kann.The water pipe 11 has a square or at least rectangular sectional area, wherein the water conduit has a substantially annular shape and comprises a part of the sliding bearing radially. The water pipe 11 is also often referred to as a cooling chamber or water bag. The water pipe 11 becomes part of the first housing part 15 and on the other part of the second housing part 7 formed and limited. The connecting seams 9 . 14 were fabricated using a joining technique such as laser welding, resulting in structural stability of the turbocharger housing and also sealing the water line 11 so that no cooling water can occur.

Das Anschlusselement 13 ist im wesentlichen rohrartig ausgebildet und an das zweite Gehäuseteil 7 geschweißt. Es ermöglicht eine vorteilhafte Anbindung für einen Kühlmittelschlauch. Das Anschlusselement 13 kann hierbei als Einlass oder Auslass fungieren.The connection element 13 is formed substantially tubular and to the second housing part 7 welded. It allows an advantageous connection for a coolant hose. The connection element 13 can act as an inlet or outlet.

Das dritte Gehäuseteil 16 ist als Blechteil ausgebildet, womit ein Kostenvorteil entsteht, da eine relativ günstige Kaltumformung an die Stelle von spanabhebenden Fertigungsmethoden tritt. Alternativ kann das dritte Gehäuseteil 16 einstückig mit dem ersten Gehäuseteil 15 ausgeführt werden, sofern eine Mehrteiligkeit nicht gewünscht ist, beziehungsweise eine Zweiteiligkeit des Turboladergehäuses angestrebt wird.The third housing part 16 is designed as a sheet metal part, which creates a cost advantage, since a relatively favorable cold forming takes the place of machining production methods. Alternatively, the third housing part 16 integral with the first housing part 15 be executed, if a multi-part is not desired, or a bipartite of the turbocharger housing is desired.

Das dritte Gehäuseteil 16 ist in das Kaltgehäuse 1 radial eingepresst und zusätzlich mit diesem verschraubt.The third housing part 16 is in the cold housing 1 radially pressed in and additionally bolted to this.

Die Gleitlagerung des Turboladers weist Gleitlagersringe 8 auf, die in über Ölleitungen 3, 5 mit Öl versorgt werden. Als Abstandhalter werden Abstandsringe 6 eingesetzt.The plain bearing of the turbocharger has plain bearing rings 8th on that in over oil pipes 3 . 5 be supplied with oil. Spacers are used as spacers 6 used.

2 bis 4 zeigen das erste Gehäuseteil 15 in verschiedenen Ansichten. Das erste Gehäuseteil 15 ist ein Schmiedeteil, welches ein Schmiermittelleitungssystem aufweist, welches durch nachträgliche Bohrungen am Schmiedeteil ausgebildet worden ist. Die Ölleitung 3 weist eine erste Öffnung 2 an einer Außenfläche des Gehäuseteils 15 auf, verläuft radial zur Rotationsachse R und verzweigt in eine schräge Ölleitung 5, die im wesentlichen in axialer Richtung, aber auch leicht zur Rotationsachse hin geneigt verläuft, um an einer nicht bezeichneten Öffnung in die Lageraufnahme 20 zu münden. 2 to 4 show the first housing part 15 in different views. The first housing part 15 is a forging, which has a lubricant line system which has been formed by subsequent drilling on the forging. The oil line 3 has a first opening 2 on an outer surface of the housing part 15 extends radially to the axis of rotation R and branches into an oblique oil line 5 which is inclined substantially in the axial direction, but also slightly inclined towards the axis of rotation, at an unspecified opening in the bearing receptacle 20 to flow into.

Die Außenradien des Gehäuseteils 15 sind durch Drehen hergestellt worden, das heißt, sie sind ebenfalls durch spannende Bearbeitung entstanden. Dabei ist es von Vorteil, dass die so entstandene zylindrische und scheibenartige Fläche mit einer sehr hohen Präzision bearbeitet werden können und zusammen mit dem nicht abgebildeten zweiten Gehäuseteil eine Wasserleitung ausbilden können, die sehr präzise gefetigt werden kann.The outer radii of the housing part 15 have been made by turning, that is, they have also been created by exciting machining. It is advantageous that the resulting cylindrical and disc-like surface can be machined with a very high precision and form together with the second housing part, not shown, a water pipe, which can be very precisely gesetigt.

In 4 verläuft die Blickrichtung entlang der Rotationsachse auf die dem Kaltgehäuse 1 zugewanderten Seite des ersten Gehäuseteils 15. Es sind die Bohrungen 24 zu erkennen, die untereinander mit unterschiedlichen Bohrungsabständen (jeweils auf die horizontale Achse Z, beziehungsweise auf die Vertikalachse Y projiziert) beanstandet sind. Die Bohrungen 24 dienen einerseits dazu das dritte Gehäuseteil anzubringen, und andererseits das erste Gehäuseteil mit dem Kaltgehäuse und dem Heißgehäuse zu verbinden. die unterschiedlich gewählten Bohrungsabstände stellen sicher, dass die Teile in der Richtigen Orientierung miteinander verschraubt werden. Eine Komination der Bohrungsabstände A, B, C stellt sicher, dass die Bauteile stets die korrekte Position zueinander inne haben.In 4 The viewing direction runs along the axis of rotation on the cold housing 1 immigrated side of the first housing part 15 , It's the holes 24 to recognize, which are spaced below each other with different hole distances (respectively on the horizontal axis Z, or on the vertical axis Y projected). The holes 24 serve on the one hand to install the third housing part, and on the other hand to connect the first housing part with the cold housing and the hot housing. The differently selected bore spacings ensure that the parts are bolted together in the correct orientation. A combination of the bore spacings A, B, C ensures that the components always have the correct position to each other.

5 bis 7 zeigen das zweite Gehäuseteil 7 in verschiedenen Ansichten. Dass zweite Gehäuseteil 7 weist im wesentlichen die Form einer Büchse auf, welche auf dem Büchsenboden eine Absenkung aufweist, die aus der Büchse axial herausragt und in der eine Bohrung 23 eingebracht worden ist. 5 to 7 show the second housing part 7 in different views. That second housing part 7 has substantially the shape of a sleeve which has a depression on the bush bottom, which projects axially from the sleeve and in the bore 23 has been introduced.

Ferner weist das zweite Gehäuseteil 7 im zylindrischen Teil eine Öffnung 22 und/oder eine Öffnung mit Anschlusselement 21 auf. Durch derartige Öffnungen wird sichergestellt, dass das Kühlwasser in die Wasserleitung 11 fließen kann, die von dem zweiten Gehäuseteil 7 zum Teil gebildet wird.Furthermore, the second housing part 7 in the cylindrical part an opening 22 and / or an opening with connection element 21 on. Through such openings it is ensured that the cooling water in the water pipe 11 can flow, that of the second housing part 7 partly formed.

Die Ränder der Bohrung 23, sowie die Ränder der gegenüberliegenden (größten) kreisförmigen Öffnung des zweiten Gehäuseteils 7 nehmen an der Verschweißung mit dem ersten Gehäuseteil 15 insoweit teil, dass ein Teil des Materials neben dem des speziell durch den Fügevorgang eingebrachten Materials ebenfalls zur Bildung der Schweißnaht beiträgt. Es ist zu erkennen, dass es sich bei den Verbindungsnähten um zwei geschlossene, das heißt, ringförmige Verbindungen handelt.The edges of the hole 23 , as well as the edges of the opposite (largest) circular opening of the second housing part 7 take part in the welding with the first housing part 15 to the extent that a part of the material in addition to the specially introduced by the joining process material also contributes to the formation of the weld. It can be seen that the connecting seams are two closed, that is, annular compounds.

8 und 9 zeigen das dritte Gehäuseteil 16 des Turboladergehäuses mit vier Bohrungen 25, die gleichermaßen angeordnet sind, wie die Bohrungen 24 des zweiten Gehäuseteils. Damit ist es möglich bei der Verschraubung des ersten Gehäuseteils 15 mit dem Heißgehäuse 12 im gleichen Arbeitsschritt das dritte Gehäuseteil 16 auf dem ersten Gehäuseteil zu befestigen. Dazu ist erforderlich, dass vier Schrauben zuerst durch nicht abgebildete Bohrungen des Kaltgehäuse eins, durch die Bohrungen 25, danach durch die Bohrungen 24 und anschließend durch nicht abgebildete Distanzhülsen geführt werden, um im Heißgehäuse 12 verschraubt zu werden. Somit reichen vier Schrauben aus, den gesamten Turbolader zu montieren. 8th and 9 show the third housing part 16 Turbocharger housing with four holes 25 which are arranged in the same way as the holes 24 of the second housing part. This makes it possible when screwing the first housing part 15 with the hot case 12 in the same step, the third housing part 16 on the first Secure housing part. This requires that four screws first through not shown holes in the cold housing one, through the holes 25 , then through the holes 24 and then passed through not shown spacers to the hot housing 12 to be screwed. Thus, four screws are enough to mount the entire turbocharger.

Das dritte Gehäuseteil 16 weist radial innen einen zylindrisch ausgebildeten axial Fortsatz 26 auf, der zur axialen Beabstandung vom Kaltgehäuse 1 dient. Der Außenumfang des als Befestigungsadapter ausgebildeten dritten Gehäuseteils 16 ist so gewählt, dass das dritte Gehäuseteil 16 in das Kaltgehäuse 1 einpressbar ist. Damit wird die Montage vereinfacht, bei der das dritte Gehäuseteil 16 eine Haltefunktion innehat, solange die Verschraubung noch nicht ausgeführt ist.The third housing part 16 has radially inside a cylindrically shaped axial extension 26 on, for the axial spacing of the cold housing 1 serves. The outer circumference of the third housing part designed as a fastening adapter 16 is chosen so that the third housing part 16 in the cold housing 1 is einpressbar. This simplifies the assembly, in which the third housing part 16 holds a holding function, as long as the screw is not executed.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Kaltgehäusecold case
22
erste Öffnungfirst opening
33
Ölleitungoil line
44
zweite Öffnungsecond opening
55
schräge Ölleitungsloping oil pipe
66
Abstandsringspacer ring
77
zweites Gehäuseteilsecond housing part
88th
Gleitlagerungplain bearing
99
Verbindungsnahtseam
1010
Turbineturbine
1111
KühlwasserleitungCooling water pipe
1212
Heißgehäusehot housing
1313
Anschlusselementconnecting element
1414
Verbindungsnahtseam
1515
erstes Gehäuseteilfirst housing part
1616
drittes Gehäuseteilthird housing part
1717
Verdichtercompressor
1818
Befestigungselementfastener
1919
Wellewave
2020
Lageraufnahmebearing seat
2121
Anschlusselementconnecting element
2222
Öffnungopening
2323
Bohrungdrilling
2424
Bohrungdrilling
2525
Bohrungdrilling
2626
axialer Fortsatzaxial extension
AA
Bohrungsabstandhole spacing
BB
Bohrungsabstandhole spacing
CC
Bohrungsabstandhole spacing
RR
Rotationsachseaxis of rotation
YY
Vertikalachsevertical axis
ZZ
HorizontalachseHorizontal axis

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • WO 2009/013332 A3 [0005] WO 2009/013332 A3 [0005]

Claims (10)

Turboladergehäuse mit einem ersten Gehäuseteil (15), wobei eine Ölleitung (3) an einer ersten Öffnung (2) einer Außenseite des ersten Gehäuseteils (15) beginnt, durch das erste Gehäuseteil (15) hindurch verläuft und an einer zweiten Öffnung (4) in eine im wesentlichen hohlzylindrische Lageraufnahme des ersten Gehäuseteils (15) mündet, dadurch gekennzeichnet, dass das Turboladergehäuse ein an das erste Gehäuseteil (15) angefügtes, zweites Gehäuseteil (7) aufweist und beide Gehäuseteile (7, 15) zusammen eine zur Kühlung der Lageraufnahme (20) vorgesehene Kühlwasserleitung (11) bilden.Turbocharger housing with a first housing part ( 15 ), whereby an oil line ( 3 ) at a first opening ( 2 ) an outer side of the first housing part ( 15 ) begins, through the first housing part ( 15 ) and at a second opening ( 4 ) in a substantially hollow cylindrical bearing receptacle of the first housing part ( 15 ), characterized in that the turbocharger housing a to the first housing part ( 15 ) attached, second housing part ( 7 ) and both housing parts ( 7 . 15 ) together one for cooling the bearing receptacle ( 20 ) provided cooling water line ( 11 ) form. Turboladergehäuse nach Anspruch 1, wobei das zweite Gehäuseteil (7) mittels Kleben, Schweißen, Bördeln und/oder Löten an das erste Gehäuseteil (15) angefügt ist.Turbocharger housing according to claim 1, wherein the second housing part ( 7 ) by gluing, welding, crimping and / or soldering to the first housing part ( 15 ) is attached. Turboladergehäuse nach Anspruch 2, wobei die Anfügung des zweiten Gehäuseteils (7) an das erste Gehäuseteil (15) von zwei an der Kühlwasserleitung (11) entlang verlaufenden Verbindungsnähten (9, 14) gebildet ist.Turbocharger housing according to claim 2, wherein the attachment of the second housing part ( 7 ) to the first housing part ( 15 ) of two at the cooling water line ( 11 ) along running seams ( 9 . 14 ) is formed. Turboladergehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kühlwasserleitung (11) und die Ölleitung (3) des ersten Gehäuseteils (15) durch eine spanende Bearbeitung hergestellt sind.Turbocharger housing according to one of the preceding claims, wherein the cooling water line ( 11 ) and the oil line ( 3 ) of the first housing part ( 15 ) are made by machining. Turboladergehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Gehäuseteil (15) zur Verbindung mit einem Kaltgehäuse (1) und/oder einem Heißgehäuse (12) vorgesehen ist.Turbocharger housing according to one of the preceding claims, wherein the first housing part ( 15 ) for connection to a cold housing ( 1 ) and / or a hot housing ( 12 ) is provided. Turboladergehäuse nach Anspruch 5, wobei das erste Gehäuseteil (15) unter Verwendung von Distanzhülsen an das Heißgehäuse (12) anschraubbar ist.Turbocharger housing according to claim 5, wherein the first housing part ( 15 ) using spacers to the hot housing ( 12 ) can be screwed. Turboladergehäuse nach einem der Ansprüche 5 oder 6, wobei ein drittes Gehäuseteil (16) einen Befestigungsadapter zur Befestigung des ersten Gehäuseteils (15) an das Heißgehäuse (12) bildet.Turbocharger housing according to one of claims 5 or 6, wherein a third housing part ( 16 ) a fastening adapter for fixing the first housing part ( 15 ) to the hot housing ( 12 ). Turboladergehäuse nach Anspruch 7, wobei ein Befestigungsmittel sowohl zur Anschraubung des ersten Gehäuseteils (15) an das Heißgehäuse (12), als auch zur Befestigung des dritten Gehäuseteils (16) an dem ersten Gehäuseteil (15) vorgesehen ist.Turbocharger housing according to claim 7, wherein a fastening means both for screwing the first housing part ( 15 ) to the hot housing ( 12 ), as well as for fixing the third housing part ( 16 ) on the first housing part ( 15 ) is provided. Turboladergehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zweite Gehäuseteil (7) und/oder das dritte Gehäuseteil (16) jeweils aus Blech oder einem Schmiedeteil hergestellt sind/ist.Turbocharger housing according to one of the preceding claims, wherein the second housing part ( 7 ) and / or the third housing part ( 16 ) are each made of sheet metal or a forged part / is. Turbolader mit einer Lagerung einer gemeinsamen Weile eines Verdichters (17) und einer Turbine (10), wobei die Lagerung in der Lageraufnahme (20) des Turboladergehäuses nach einem der Ansprüche 1 bis 9 angeordnet ist.Turbocharger with a storage of a common while of a compressor ( 17 ) and a turbine ( 10 ), whereby the storage in the storage receptacle ( 20 ) of the turbocharger housing according to one of claims 1 to 9 is arranged.
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