DE102019120295A1 - Exhaust gas turbocharger - Google Patents
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Abstract
Ein Abgasturbolader umfasst- ein Lagergehäuse (3), das zur Lagerung einer Welle (5) geeignet ist,- ein Endgehäuse (2, 4), das zur Aufnahme eines Rades (6, 7) geeignet ist, das an einem Ende der Welle (5) montiert ist,wobei das Lagergehäuse (3) einen ersten Flanschabschnitt (26) aufweist, wobei das Endgehäuse (2, 4) einen zweiten Flanschabschnitt (32) mit einem Umfang aufweist, der einem Umfang des ersten Flanschabschnitts (26) entspricht, wobei der erste und der zweite Flanschabschnitt (26, 32) miteinander verbunden sind,wobei der erste und der zweite Flanschabschnitt (26, 32) in Bezug auf eine durch die Welle (5) definierte Gehäuseachse (10) exzentrisch sind.An exhaust gas turbocharger comprises - a bearing housing (3) which is suitable for mounting a shaft (5), - an end housing (2, 4) which is suitable for receiving a wheel (6, 7) which is attached to one end of the shaft ( 5) is mounted, wherein the bearing housing (3) has a first flange section (26), wherein the end housing (2, 4) has a second flange section (32) with a circumference that corresponds to a circumference of the first flange section (26), wherein the first and the second flange section (26, 32) are connected to one another, the first and the second flange section (26, 32) being eccentric with respect to a housing axis (10) defined by the shaft (5).
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Abgasturbolader.The invention relates to an exhaust gas turbocharger.
Ein Abgasturbolader umfasst normalerweise ein Lagergehäuse, das zur Lagerung einer Welle geeignet ist, ein Turbinengehäuse, das zur Aufnahme eines an einem Ende der Welle montierten Turbinenrades geeignet ist, und ein Verdichtergehäuse, das zur Aufnahme eines an einem gegenüberliegenden Ende der Welle montierten Verdichterrades geeignet ist.An exhaust gas turbocharger typically includes a bearing housing suitable for supporting a shaft, a turbine housing suitable for receiving a turbine wheel mounted on one end of the shaft, and a compressor housing suitable for receiving a compressor wheel mounted on an opposite end of the shaft .
Bei der Montage des Turbinengehäuses und des Lagergehäuses kann eine V-Band-Verbindung zur Verbindung von Flanschabschnitten des Turbinengehäuses und des Lagergehäuses verwendet werden.When assembling the turbine housing and the bearing housing, a V-band connection can be used to connect flange sections of the turbine housing and the bearing housing.
Bei der Verbindung der Flanschabschnitte herkömmlicher Gehäusebauteile durch eine V-Band-Verbindung entsprechen die Achsen der Flanschabschnitte jedoch einer Hauptachse eines Abgasturboladers. Die Beibehaltung einer Winkelausrichtung der Gehäusebauteile kann daher ein Problem darstellen, da sich trotz der V-Band-Verbindung ein Flanschabschnitt gegenüber dem anderen drehen kann. Ein konventioneller Abgasturbolader mit einer solchen V-Band-Verbindung enthält ein externes Positionierungsmerkmal, z.B. einen Stift, zur Fixierung der Ausrichtung des Turbinengehäuses und des Lagergehäuses oder des Verdichtergehäuses und des Lagergehäuses.When the flange sections of conventional housing components are connected by a V-band connection, however, the axes of the flange sections correspond to a main axis of an exhaust gas turbocharger. Maintaining an angular orientation of the housing components can therefore be a problem since one flange section can rotate relative to the other despite the V-band connection. A conventional exhaust gas turbocharger with such a V-band connection includes an external positioning feature, e.g., a pin, for fixing the alignment of the turbine housing and the bearing housing or the compressor housing and the bearing housing.
Es wird gewünscht, dass die Gehäuseteile nach der Montage ihre nominale Winkelausrichtung nicht verlieren.It is desirable that the housing parts not lose their nominal angular orientation after assembly.
So ist es Aufgabe der Erfindung, die Verbindung von Gehäuseteilen eines Abgasturboladers zu verbessern. Diese Aufgabe wird mit einem Abgasturbolader nach Anspruch 1 erreicht.It is the object of the invention to improve the connection of housing parts of an exhaust gas turbocharger. This object is achieved with an exhaust gas turbocharger according to
Der Abgasturbolader umfasst ein Lagergehäuse, das zur Lagerung einer Welle geeignet ist, und ein Endgehäuse, das zur Aufnahme eines an einem Ende der Welle montierten Rades geeignet ist. Das Lagergehäuse besteht aus einem ersten Flanschabschnitt. Das Endgehäuse umfasst einen zweiten Flanschabschnitt mit einem Umfang, der einem Umfang des ersten Flanschabschnitts entspricht, wobei der erste und der zweite Flanschabschnitt miteinander verbunden sind. Der erste und der zweite Flanschabschnitt sind in Bezug auf eine durch die Welle definierte Gehäuseachse exzentrisch angeordnet.The exhaust gas turbocharger comprises a bearing housing that is suitable for supporting a shaft and an end housing that is suitable for receiving a wheel mounted on one end of the shaft. The bearing housing consists of a first flange section. The end housing includes a second flange portion with a circumference corresponding to a circumference of the first flange portion, the first and second flange portions being connected to one another. The first and the second flange section are arranged eccentrically with respect to a housing axis defined by the shaft.
Da der Abgasturbolader normalerweise ein Turbinengehäuse, das zur Aufnahme eines an einem Ende der Welle montierten Turbinenrades geeignet ist, und ein Verdichtergehäuse, das zur Aufnahme eines an einem gegenüberliegenden Ende der Welle montierten Verdichterrades geeignet ist, umfasst, kann das Endgehäuse als ein Turbinengehäuse ausgeführt sein, das zur Aufnahme des als Turbinenrad ausgeführten Rades geeignet ist, oder das Endgehäuse kann als ein Verdichtergehäuse ausgeführt sein, das zur Aufnahme des als Verdichterrad ausgeführten Rades geeignet ist. Eine Ausführungsform des Abgasturboladers kann eine VTG und/oder ein Wastegate umfassen.Since the exhaust gas turbocharger normally comprises a turbine housing, which is suitable for receiving a turbine wheel mounted on one end of the shaft, and a compressor housing, which is suitable for receiving a compressor wheel mounted on an opposite end of the shaft, the end housing can be designed as a turbine housing , which is suitable for receiving the wheel designed as a turbine wheel, or the end housing can be designed as a compressor housing that is suitable for receiving the wheel designed as a compressor wheel. One embodiment of the exhaust gas turbocharger can include a VTG and / or a wastegate.
Der erste Flanschabschnitt kann einen kreisförmigen Umfang und eine erste Achse haben. Der zweite Flanschabschnitt kann einen kreisförmigen Umfang und eine zweite Achse haben, die mit der ersten Achse übereinstimmt. Die erste und zweite Achse sind in Bezug auf die Gehäuseachse exzentrisch. Die ersten und zweiten Flanschabschnitte sind konzentrisch. Aufgrund der Exzentrizität des ersten und zweiten Flanschabschnitts, die zueinander ausgerichtet sind, ist kein zusätzliches Positionierungsmerkmal zur Definition der Ausrichtung zwischen dem Lagergehäuse und dem Endgehäuse erforderlich. Das Lagergehäuse wird so am Endgehäuse befestigt, dass der erste und der zweite Flanschabschnitt einen umlaufenden Flansch bilden, der von einem Spannmittel umgeben ist. Vorzugsweise verbindet eine V-Band-Verbindung den ersten und zweiten Flanschabschnitt. Die V-Band-Verbindung ist auf dem Umfangs-flansch angeordnet, wodurch der erste und der zweite Flanschabschnitt zusammengepresst werden. Die V-Band-Verbindung sorgt für eine einwandfreie strukturelle Verbindung in Kombination mit der Exzentrizität des ersten und zweiten Flanschabschnitts, die einen Drehwiderstand bietet. Eine spezielle V-Band-Verbindung ist nicht erforderlich. Außerdem bewirkt die Exzentrizität eine erhöhte Haltbarkeit der V-Band-Verbindung.The first flange portion can have a circular periphery and a first axis. The second flange portion may have a circular periphery and a second axis that coincides with the first axis. The first and second axes are eccentric with respect to the housing axis. The first and second flange sections are concentric. Because of the eccentricity of the first and second flange portions, which are aligned with one another, no additional positioning feature is required to define the alignment between the bearing housing and the end housing. The bearing housing is fastened to the end housing in such a way that the first and the second flange section form a circumferential flange which is surrounded by a clamping means. Preferably a V-band connection connects the first and second flange portions. The V-band connection is arranged on the circumferential flange, whereby the first and the second flange section are pressed together. The V-band connection provides a proper structural connection in combination with the eccentricity of the first and second flange sections, which provides resistance to rotation. A special V-band connection is not required. In addition, the eccentricity increases the durability of the V-band connection.
Der erste und der zweite Flanschabschnitt sind jeweils an einer Außenseite des Lagergehäuses und an einer Außenseite des Endgehäuses angeordnet. Der erste Flanschabschnitt umfasst eine erste axiale Widerlagerflanschfläche und der zweite Flanschabschnitt umfasst eine zweite axiale Widerlagerflanschfläche, die der ersten axialen Widerlagerflanschfläche zugewandt ist. Die erste und zweite Widerlagerflanschfläche stoppen die axiale Bewegung, wenn das Lagergehäuse während der Montage am Endgehäuse befestigt wird.The first and second flange portions are each arranged on an outside of the bearing housing and on an outside of the end housing. The first flange portion includes a first axial abutment flange surface and the second flange portion includes a second axial abutment flange surface that faces the first axial abutment flange surface. The first and second abutment flange surfaces stop axial movement when the bearing housing is attached to the end housing during assembly.
Das Lagergehäuse umfasst eine erste Zentrierfläche und das Endgehäuse umfasst eine zweite Zentrierfläche, die der ersten Zentrierfläche zugewandt ist. Die erste und die zweite Zentrierfläche sind in Bezug auf die Gehäuseachse konzentrisch. Sie ermöglichen es, das Turbinengehäuse und das Lagergehäuse entlang der Gehäuseachse auszurichten, wenn das Lagergehäuse am Turbinengehäuse befestigt ist und in dieses eingreift. Ein durch die umlaufenden Zentrierflächen definierter Durchmesser ist gleich oder ähnlich einem Durchmesser, der durch die Zentrierflächen eines herkömmlichen Abgasturboladers definiert ist. Unter Berücksichtigung der Zentrierflächen würden sie jedoch eine Drehbewegung des ersten und zweiten Flanschabschnitts um die Gehäuseachse ermöglichen. Eine solche Drehbewegung des ersten Flanschabschnitts in Bezug auf den zweiten Flanschabschnitt würde dazu führen, dass ihre Umfänge nicht mehr kongruent sind. Die um die Kanten des ersten und zweiten Flanschabschnitts angeordnete V-Band-Verbindung erzwingt jedoch kongruente Umfänge und verhindert eine Drehbewegung des ersten und zweiten Flanschabschnitts relativ zueinander. Außerdem ermöglicht das Ausrichten der Flanschprofile eine korrekte Montage.The bearing housing comprises a first centering surface and the end housing comprises a second centering surface which faces the first centering surface. The first and the second centering surface are concentric with respect to the housing axis. They make it possible to align the turbine housing and the bearing housing along the housing axis when the bearing housing is attached to the turbine housing and engages in it. A diameter defined by the circumferential centering surfaces is equal to or similar to a diameter which is defined by the centering surfaces of a conventional exhaust gas turbocharger. Taking into account the centering surfaces, however, they would enable the first and second flange sections to rotate about the housing axis. Such a rotary movement of the first flange section in relation to the second flange section would lead to their circumferences no longer being congruent. The V-band connection arranged around the edges of the first and second flange sections, however, enforces congruent circumferences and prevents rotational movement of the first and second flange sections relative to one another. In addition, the alignment of the flange profiles enables correct assembly.
In einer Ausführung umfasst das Lagergehäuse eine erste axiale Widerlager-Gehäusefläche und das Endgehäuse eine zweite axiale Widerlager-Gehäusefläche, die der ersten axialen Widerlager-Gehäusefläche zugewandt ist. Die erste und die zweite axiale Widerlager-Gehäusefläche sind in Bezug auf die Gehäuseachse konzentrisch und ermöglichen das Anhalten der axialen Bewegung während der Montage. Die erste Zentrierfläche und die erste axiale Widerlager-Gehäusefläche sind winklig zueinander und entweder auf einem Vorsprung oder einer Vertiefung angeordnet. Die zweite Zentrierfläche und die zweite axiale Widerlager-Gehäusefläche sind winklig zueinander und auf der anderen Seite in Form eines Vorsprungs und einer Vertiefung angeordnet. Bei der Montage wird der Vorsprung des einen Lagergehäuses oder des Endgehäuses in die Aussparung des anderen Lagergehäuses oder Endgehäuses eingeführt. Das Zusammenwirken der ersten und zweiten Zentrierfläche ermöglicht die Zentrierung des Lagergehäuses und des Turbinengehäuses in Bezug auf die Gehäuseachse während der Montage. Die Gestaltung der Anschlagflächen, die auch als Kontaktflächen bezeichnet werden können, entspricht oder ähnelt der Gestaltung der Anschlagflächen eines herkömmlichen Abgasturboladers. In one embodiment, the bearing housing comprises a first axial abutment housing surface and the end housing comprises a second axial abutment housing surface which faces the first axial abutment housing surface. The first and second axial abutment housing surfaces are concentric with respect to the housing axis and allow axial movement to be stopped during assembly. The first centering surface and the first axial abutment housing surface are angled to one another and are arranged either on a projection or a recess. The second centering surface and the second axial abutment housing surface are arranged at an angle to one another and on the other side in the form of a projection and a recess. During assembly, the projection of one bearing housing or the end housing is inserted into the recess of the other bearing housing or end housing. The interaction of the first and second centering surfaces enables the bearing housing and the turbine housing to be centered in relation to the housing axis during assembly. The design of the stop surfaces, which can also be referred to as contact surfaces, corresponds or is similar to the design of the stop surfaces of a conventional exhaust gas turbocharger.
Im Vergleich zu einem herkömmlichen Abgasturbolader haben der exzentrische erste und zweite Flanschabschnitt keine Auswirkungen auf das Gehäuse. Sie haben keinen Einfluss auf das Stapel- und Konturspiel. Der Montageprozess ist der gleiche wie bei einem herkömmlichen Abgasturbolader. Die Herstellungskosten der Gehäusekomponenten sind ähnlich hoch wie die Kosten konventioneller Gehäusekomponenten. Dennoch ermöglichen die exzentrischen Flanschprofile eine Kostenreduzierung im Vergleich zu einer Schraubverbindung.Compared to a conventional exhaust gas turbocharger, the eccentric first and second flange sections have no effects on the housing. They have no influence on the stacking and contouring game. The assembly process is the same as for a conventional exhaust gas turbocharger. The manufacturing costs of the housing components are similar to the costs of conventional housing components. Nevertheless, the eccentric flange profiles enable a cost reduction compared to a screw connection.
Im Folgenden werden einige Beispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, wobei
-
1 eine Ausführungsform eines Abgasturboladers in einer schematisch vereinfachten Ansicht zeigt. -
2 einen Querschnitt durch den turbinenseitigen Bereich einer Verkörperung eines Abgasturboladers zeigt. -
3 einen Mittelkreis und einen Flanschkreis zeigt. -
4 eine Querschnittsansicht des in2 dargestellten Abgasturboladers zeigt.
-
1 shows an embodiment of an exhaust gas turbocharger in a schematically simplified view. -
2 shows a cross section through the turbine-side region of an embodiment of an exhaust gas turbocharger. -
3 shows a center circle and a flange circle. -
4th a cross-sectional view of the in2 shown exhaust gas turbocharger shows.
In den Figuren sind identische oder funktionell identische Komponenten mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Identical or functionally identical components are provided with the same reference symbols in the figures.
Bei normalem Betrieb des Abgasturboladers
Ein axial vorstehender Teil
Die Aussparung
Die erste und zweite Zentrierfläche
In einer alternativen Ausführungsform können die erste und zweite Zentrierfläche
Die erste axiale Widerlager-Gehäusefläche
Darüber hinaus besteht das Lagergehäuse
Das Turbinengehäuse
Vorzugsweise sind die erste und zweite Widerlagerflanschfläche
Die ersten und zweiten Flanschabschnitte
Eine V-Band-Verbindung
Die ersten und zweiten Flanschabschnitte
Die Schnittdarstellung in
Die Exzentrizität ermöglicht eine korrekte Ausrichtung zwischen den Gehäusebauteilen bei der Montage und ihre Beibehaltung während der Lebensdauer des Abgasturboladers
Es gibt sechs Freiheitsgrade der Gehäusekomponenten: Translation entlang der x-Achse, y-Achse und z-Achse (auch x-Translation, y-Translation und z-Translation genannt) und Rotation um die x-Achse, y-Achse und z-Achse (auch x-Rotation, y-Rotation und z-Rotation genannt). Bei der Verbindung des Turbinengehäuses
Die Kontaktflächen, einschließlich der axialen Abutmentgehäuseflächen
Der vorstehende Teil
Die V-Band-Verbindung
Eine alternative Ausführungsform einer V-Band-Verbindung
Die Verbindung des Lagergehäuses
Die oben genannten und die in den Ansprüchen angegebenen sowie die den Figuren entnehmbaren Merkmale lassen sich sowohl einzeln als auch in verschiedenen Kombinationen vorteilhaft realisieren. Die Erfindung ist nicht auf die beispielhaft beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern kann im Rahmen der Kenntnisse eines Fachmanns in vielfältiger Weise modifiziert werden.The features mentioned above and those specified in the claims, as well as those that can be derived from the figures, can advantageously be implemented both individually and in various combinations. The invention is not restricted to the embodiments described by way of example, but can be modified in many ways within the framework of the knowledge of a person skilled in the art.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- Abgas-TurboladerExhaust gas turbocharger
- 22
- TurbinengehäuseTurbine housing
- 33
- LagergehäuseBearing housing
- 44th
- VerdichtergehäuseCompressor housing
- 55
- Wellewave
- 66th
- TurbinenradTurbine wheel
- 77th
- VerdichterradCompressor wheel
- 88th
- EinlasskanalInlet port
- 99
- TurbinengehäuseauslassTurbine housing outlet
- 1010
- GehäuseachseHousing axis
- 1212
- vorstehender Teilprotruding part
- 1414th
- AussparungRecess
- 1616
- erste Zentrierflächefirst centering surface
- 1818th
- zweite Zentrierflächesecond centering surface
- 2020th
- FlanschachseFlange axis
- 2222nd
- erste axiale Widerlager-Gehäuseflächefirst axial abutment housing surface
- 2424
- zweite axiale Widerlager-Gehäuseflächesecond axial abutment housing surface
- 2626th
- erster Flanschabschnittfirst flange section
- 2828
- erste Widerlagerflanschflächefirst abutment flange surface
- 3232
- zweiter Flanschabschnittsecond flange section
- 3434
- zweite Widerlagerflanschflächesecond abutment flange surface
- 3535
- Flanschflange
- 3636
- V-Band-VerbindungV-band connection
- 3838
- ProfilsegmentProfile segment
- 4242
- VerschlusselementClosure element
- 4444
- ProfilelementProfile element
- 5252
- MittelpunktkreisCenter point circle
- 5454
- FlanschkreisFlange circle
- D1D1
- ZentrierdurchmesserCentering diameter
- D2D2
- FlanschdurchmesserFlange diameter
- EE.
- Abstanddistance
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
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Legal Events
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---|---|---|---|
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R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
R003 | Refusal decision now final |