-
Die Erfindung betrifft einen Abgasturbolader der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.
-
Zweckmäßigerweise besteht ein Abgasturbolader aus mehreren Gehäuseabschnitten: Einem ersten Gehäuseabschnitt, welcher im Allgemeinen von heißen Gasen, in der Regel Abgas einer Brennkraftmaschine, durchströmt wird, einem zweiten Gehäuseabschnitt, welcher ein drehbar im zweiten Gehäuseabschnitt gelagertes Laufzeug aufnehmbar ausgebildet ist und zwischen dem ersten Gehäuseabschnitt und einem dritten Gehäuseabschnitt, welcher von im Allgemeinen Umgebungsluft durchströmbar ist, positioniert ist. Zwischen den einzelnen Gehäuseabschnitten sind Flanschflächen ausgebildet, derart, dass diese Flanschflächen einander berührbar ausgestaltet sind, so dass ein Ausströmen des heißen Gases und der Umgebungsluft weitestgehend vermieden wird. Sofern es zwischen den Flanschflächen zu Undichtheiten kommt, reduziert sich einerseits ein Gesamtwirkungsgrad des Abgasturboladers und andererseits treten zwischen dem ersten Gehäuseabschnitt und dem zweiten Gehäuseabschnitt umweltbelastende Abgase aus, was insbesondere zu vermeiden ist. Zu berücksichtigen ist, dass der Abgasturbolader zerlegbar sein sollte, das heißt, dass beispielsweise eine stoffschlüssige Verbindung zwischen den einzelnen Flanschflächen zwar eine Dichtheit zwischen den Flanschflächen herbeiführen könnte, allerdings der Abgasturbolader dann nicht mehr einfach zerlegbar und wieder montierbar ist.
-
So ist beispielsweise der Offenlegungsschrift
DE 10 2010 053 078 A1 ein Abgasturbolader entnehmbar, wobei mit Hilfe einer Kraft-Formschlussverbindung in Form einer Überwurfmutter eine fluiddichte Abdichtung zwischen dem ersten Gehäuseabschnitt und dem zweiten Gehäuseabschnitt angestrebt wird. Hier allerdings ist diese, ein Gewinde aufweisende Überwurfmutter herzustellen, wodurch zusätzliche und nicht unerhebliche Kosten entstehen.
-
In der Offenlegungsschrift
DE 10 2008 057 504 A1 ist ein Abgasturbolader offenbart, welcher mit Hilfe von Spannklammern eine Verspannung zwischen zwei Gehäuseabschnitten vorsieht. Die Spannklammern dienen einer gasdichten Verspannung der Gehäuseabschnitte gegeneinander, wobei die Spannklammern abschnittsweise an einem Umfang der zu verbindenden Gehäuseabschnitte positioniert sind. Problematisch ist ein schneller Zusammenbau, da die Spannklammern einzeln am Umfang anzubringen sind.
-
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es einen Abgasturbolader bereitzustellen, dessen Verbindung zweier Gehäuseabschnitte schnell und einfach herstellbar ist bei gleichzeitiger Sicherstellung der Verbindung.
-
Diese Aufgabe wird durch einen Abgasturbolader mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
-
Die Erfindung betrifft einen Abgasturbolader, welcher einen ersten Gehäuseabschnitt des Abgasturboladers und einen zweiten Gehäuseabschnitt des Abgasturboladers aufweist. Der erste Gehäuseabschnitt weist einen dem zweiten Gehäuseabschnitt gegenüberliegenden radial nach außen gerichteten ersten Bund und der zweite Gehäuseabschnitt einen dem ersten Bund gegenüberliegenden radial nach außen gerichteten zweiten Bund auf, wobei der erste Gehäuseabschnitt und der zweite Gehäuseabschnitt sich um die Längsachse sowohl radial als auch entlang der Längsachse axial erstreckend, ausgebildet sind, und wobei zur Verbindung der beiden Gehäuseabschnitte eine Verbindungsvorrichtung vorgesehen ist. Die Verbindungsvorrichtung ist den ersten Bund und den zweiten Bund in radialer und axialer Richtung zumindest teilumfänglich umfassend bandformartig ausgebildet. Zur Positionssicherung weist die Verbindungsvorrichtung ein Sicherungselement auf.
-
Im Betrieb des Abgasturboladers weisen die Gehäuseabschnitte aufgrund hoher Abgastemperaturen eine Wärmeausdehnung auf. Damit diese Wärmeausdehnung erfolgen kann ohne wesentliche Beeinträchtigung eines Wirkungsgrades des Abgasturboladers und insbesondere ohne eine Verdrehung der Gehäuseabschnitte gegeneinander weist die ursprünglich in Form einer V-Band-Schelle ausgestattete Verbindungsvorrichtung das Sicherungselement auf.
-
Damit im Betrieb des Abgasturboladers eine Verdrehung der Gehäuseabschnitte gegeneinander unterbunden ist, ist die Verbindungsvorrichtung die beiden Gehäuseabschnitte positionierend ausgebildet.
-
Das Sicherungselement ist keilformartig ausgebildet, wobei bevorzugt zur Herstellung einer kraft- und formschlüssigen Verbindung ein nutformartiger Einstich im ersten Bund und im zweiten Bund eingebracht ist, bevorzugt mit Hilfe eines Fräsverfahrens.
-
Mittels des Sicherungselements ist eine radiale Sicherung der Verbindungsvorrichtung erzielbar. Eine axiale Sicherung der Verbindungsvorrichtung ist mittels der V-Band-Schellenartigen Ausgestaltung der Verbindungsvorrichtung realisiert.
-
Der Vorteil des erfindungsgemäßen Abgasturboladers ist darin zu sehen, dass insbesondere eine Verdrehsicherung des ersten Gehäuseabschnittes und des zweiten Gehäuseabschnittes ausgebildet ist, dass ein Setzungsverhalten unterbunden ist sowie die Ausbildung einer radialen Sicherung realisiert ist.
-
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
-
Die Zeichnung zeigt in:
-
1 in einer perspektivischen Darstellung einen ersten Gehäuseabschnitt und einen zweiten Gehäuseabschnitt eines erfindungsgemäßen Abgasturboladers,
-
2 in einer perspektivischen Darstellung eine Verbindungsvorrichtung des erfindungsgemäßen Abgasturboladers,
-
3 in einer Detailansicht die Verbindungsvorrichtung gem. 2,
-
4 in einer weiteren perspektivischen Darstellung die Verbindungsvorrichtung gem. 2 in einer Draufsicht,
-
5 in einer weiteren perspektivischen Darstellung ausschnittsweise den ersten Gehäuseabschnitt und den zweiten Gehäuseabschnitt des erfindungsgemäßen Abgasturboladers,
-
6 in einer weiteren perspektivischen Darstellung ausschnittsweise den ersten Gehäuseabschnitt und den zweiten Gehäuseabschnitt des erfindungsgemäßen Abgasturboladers,
-
7 in einer weiteren perspektivischen Darstellung ausschnittsweise den ersten Gehäuseabschnitt und den zweiten Gehäuseabschnitt des erfindungsgemäßen Abgasturboladers ohne Verbindungsvorrichtung, und
-
8 in einem Querschnitt die Verbindungsvorrichtung im Bereich des ersten Gehäuseabschnitts.
-
Ein erfindungsgemäßer Abgasturbolader 1 ist in einem exemplarischen Ausführungsbeispiel gemäß 1 ausgebildet. Der Abgasturbolader 1 weist einen ersten Gehäuseabschnitt 2 auf, in Form eines durchströmbaren Abgasführungsabschnitts 2, welcher im Betrieb des Abgasturboladers 1 von einem Fluid, in der Regel von Abgas durchströmt wird. Das Abgas ist im Allgemeinen, aber nicht zwangsweise, ein Verbrennungsprodukt einer nicht näher dargestellten Brennkraftmaschine.
-
Dem Abgasturbolader 1 ist ein zweiter Gehäuseabschnitt 3 zugeordnet, welcher in Form eines Lagerabschnitts ausgebildet ist und der Lagerung eines nicht näher dargestellten Laufzeugs des Abgasturboladers 1 dient. Der Lagerabschnitt 3 ist zwischen einem nicht näher dargestellten durchströmbaren Luftführungsabschnitt des Abgasturboladers 1 und dem Abgasführungsabschnitt 2 positioniert.
-
Das nicht näher dargestellte Laufzeug weist ein nicht näher dargestelltes Verdichterrad und ein nicht näher dargestelltes Turbinenrad auf, welche miteinander mit Hilfe einer nicht näher dargestellten Welle drehfest verbunden sind. Das Verdichterrad ist in einer nicht näher dargestellten Verdichterradkammer des Luftführungsabschnitts zum Ansaugen von im Allgemeinen Frischluft angeordnet. Das nicht näher dargestellte Turbinenrad ist in einer Radkammer 4 des Abgasführungsabschnitts 2 drehbar aufgenommen.
-
Das Turbinenrad wird im Betrieb des Abgasturboladers 1 von dem den Abgasführungsabschnitt 2 durchströmenden Abgas beaufschlagt und angetrieben, wobei es eine Drehbewegung ausführen kann. Diese Drehbewegung ist mit Hilfe der Welle auf das Verdichterrad übertragbar, welches somit simultan zur Drehbewegung des Turbinenrads eine Drehbewegung ausführen kann. Mit Hilfe des Verdichterrades und dessen Drehbewegung wird Frischluft angesaugt, welche im Luftführungsabschnitt verdichtet wird.
-
Der Abgasführungsabschnitt 2 weist einen durchströmbaren Spiralkanal 5 auf, mit dessen Hilfe das Fluid dem Turbinenrad zuführbar ist. Aufgrund der hohen Temperaturen des den Abgasführungsabschnitt 2 durchströmenden Fluids ist zur wärmeisolierenden Abschirmung des Lagerabschnitts 3 ein nicht näher dargestellter Hitzeschild zwischen dem Abgasführungsabschnitt 2 und dem Lagerabschnitt 3 ausgebildet. Der Hitzeschild ist im Bereich des Turbinenrades nahe dessen Radrücken positioniert.
-
Der Abgasführungsabschnitt 2 weist an seinem dem Lagerabschnitt 3 zugewandt ausgebildeten Ende eine erste Flanschfläche 7 auf. Dieser ersten Flanschfläche 7 gegenüberliegend ist eine zweite Flanschfläche 8 des Lagerabschnitts 3 ausgebildet, wobei die beiden Flanschflächen 7, 8 komplementär ausgebildet sind.
-
Der erste Gehäuseabschnitt 2 weist einen radial nach außen gerichteten ersten Bund 9 auf, welchem axial benachbart ein radial nach außen gerichteter zweiter Bund 10 des zweiten Gehäuseabschnitts 3 zugeordnet ist. Die erste Flanschfläche 7 und die zweite Flanschfläche 8 erstrecken sich über den ersten Bund 9 bzw. den zweiten Bund 10. Die beiden Flanschflächen 7, 8 sind gegenüber einer Längsachse 11 des Abgasturboladers 1, welche einer Drehachse des Turbinenrades entspricht, sich sowohl radial als auch axial erstreckend ausgebildet.
-
Der erste Gehäuseabschnitt 2 und der zweite Gehäuseabschnitt 3 sind mittels einer Verbindungsvorrichtung 12 im Bereich der Flanschflächen 7, 8 miteinander verbunden. Die Verbindungsvorrichtung 12 umfasst ein erstes Verbindungsband 13 und ein zweites Verbindungsband 14, die einends unlösbar mittels eines ersten Verbindungselements 15 und anderenends mittels eines lösbaren zweiten Verbindungselements 16 miteinander verbunden sind. Die Verbindungsvorrichtung 12 ist prinzipiell ähnlich einer Rohrschellenverbindung ausgebildet. Mit anderen Worten ist zur Verbindung der beiden Gehäuseabschnitte 2, 3 eine den ersten Bund 9 und den zweiten Bund 10 in radialer und axialer Richtung zumindest teilumfänglich umfassende bandformartige Verbindungsvorrichtung 12 vorgesehen.
-
Das erste Verbindungsband 13 und das zweite Verbindungsband 14 sind spiegelsymmetrisch, kreisabschnittsförmig ausgebildet. Ein erster Endbereich 17 des ersten Verbindungsbandes 13 bzw. ein zweiter Endbereich 18 des zweiten Verbindungsbandes 14 ist abgewinkelt zu einem ersten Mittelabschnitt 19 bzw. zweiten Mittelabschnitt 20 des ersten Verbindungsbandes 13 bzw. des zweiten Verbindungsbandes 14 ausgebildet, wobei sich der erste Endbereich 17 bzw. der zweite Endbereich 18 radial von einem zwischen dem ersten Verbindungsband 13 und dem zweiten Verbindungsband 14 positionierten imaginären Mittelpunkt nach außen erstreckend ausgebildet ist.
-
Der erste Endbereich 17 und der zweite Endbereich 18 weisen jeweils eine Durchtrittsöffnung auf, welche das zweite Verbindungselement 16, in diesem Ausführungsbeispiel in Form einer Durchsteckschraube mit einer Mutter aufnehmen.
-
Das erste Verbindungselement 15 ist in Form einer rechteckigen Platte 21 ausgebildet, wobei die Platte 21 vollständig in ihrer Dicke durchdringende drei Aufnahmeöffnungen aufweist, eine erste Aufnahmeöffnung 22, eine zweite Aufnahmeöffnung 23 und eine dritte Aufnahmeöffnung 24. Die erste Aufnahmeöffnung 22 und die dritte Aufnahmeöffnung 24 sind an einem ersten Ende 25 der Platte 21 bzw. einem zweiten Ende 26 der Platte 21 angeordnet. Die zweite Aufnahmeöffnung 23 ist zwischen der ersten Aufnahmeöffnung 22 und der dritten Aufnahmeöffnung 24 positioniert.
-
Die erste Aufnahmeöffnung 22 nimmt einen dritten Endbereich 27 des ersten Verbindungsbandes 13, welcher vom ersten Endbereich 17 abgewandt ausgebildet ist, auf. Der dritte Endbereich 27 ist teilweise durch die erste Aufnahmeöffnung 22 gesteckt. Ein vom ersten Mittelabschnitt 19 abgewandt angeordnetes Ende des dritten Endbereichs 27 ist derart umgeformt, dass die Platte 21 unverlierbar aufgenommen ist. In gleicher Weise nimmt die dritte Aufnahmeöffnung 24 einen vierten Endbereich 28 auf. Somit ist die Platte 21 unverlierbar zwischen dem ersten Verbindungsband 13 und dem zweiten Verbindungsband 14 in Form eines Kettengliedes angeordnet.
-
Der erste Bund 9 und der zweite Bund 10 weisen jeweils einen Einstich 29 auf, d. h. sie sind teilumfänglich am ersten Gehäuseabschnitt 2 bzw. am zweiten Gehäuseabschnitt 3 ausgebildet. Der Einstich 29 des ersten Gehäuseabschnitts 2 ist neben dem Einstich 29 des zweiten Gehäuseabschnitts 3 positioniert. Der Einstich 29 ist zur zumindest teilweisen Aufnahme eines keilformartigen Sicherungselementes 30 ausgestaltet.
-
Das Sicherungselement 30 ist keilformartig ausgebildet, wobei seine große Grundfläche 31 der Platte zugewandt positioniert ist. An dieser großen Grundfläche 31 ist ein rechteckformartiger Zapfen 32 ausgebildet, welcher durch die zweite Aufnahmeöffnung 23 durchgesteckt ist. Zur Fixierung des Sicherungselements 30 an der Platte 21 ist ein Sicherungsring 33 den Zapfen 32 umfassend ausgestaltet. Der Sicherungsring 33 ist einer äußeren Querschnittskontur des Zapfens 32 angepasst ausgebildet und muss nicht zwingend eine runde oder kreisförmige Form aufweisen. Des Weiteren ist er bevorzugt in Form eines Sprengrings ausgestaltet.
-
Das Sicherungselement 30 ist mit seiner von der großen Grundfläche 31 abgewandt ausgebildeten kleinen Grundfläche 34 im Einstich 29 abstützend aufgenommen. Aufgrund der Keilform des Sicherungselementes 30 ist somit zwischen dem ersten Bund 9 und dem zweiten Bund 10 sowie der Verbindungsvorrichtung 12 eine kraft- und formschlüssige Verbindung ausgebildet.
-
Zur vereinfachten Montage werden zuerst die beiden Verbindungsbänder 13, 14 mit der Platte 21 kettenartig verbunden. Vonnöten ist die bewegliche Aufnahme der Platte 21 zwischen den beiden Verbindungsbändern 13, 14. Die jeweiligen Endbereiche 27, 28 der Verbindungsbänder 13, 14 können auch mit ihren zugehörigen Mittelabschnitten 19, 20 verschweißt werden, wobei auf eine ösenformartige Gestalt des Endbereiches 27, 28 zu achten ist, damit die bewegliche Aufnahme der Platte 21 gesichert ist.
-
Mit Hilfe der Erfindung ist eine formschlüssige, vorgespannte axiale Halterung der beiden Gehäuseabschnitte realisiert. Der Vorteil der Erfindung ist eine Reduzierung eines Setzverhaltens der Verbindungsvorrichtung, wie es beispielsweise bei einem Einsatz einer üblichen V-Band-Schelle eintritt. Auch ein Verdrehen der Gehäuseabschnitte gegeneinander ist unterbunden durch die Arretierung des Bandes mit Hilfe des Sicherungselementes am Abgasturbolader 1.
-
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 102010053078 A1 [0003]
- DE 102008057504 A1 [0004]
