DE102022123502A1 - Compressor of a turbocharger and turbocharger - Google Patents

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Abstract

Verdichter (10) eines Turboladers, mit einem Verdichtergehäuse (11), mit einem im Verdichtergehäuse (11) aufgenommenen Verdichterrotor (12), wobei das Verdichtergehäuse (11) ein Einsatzstück (13) aufweist, welches im Bereich des Verdichterrotors (12) radial außen einen Strömungskanal (15) für ein Medium begrenzt, wobei das Verdichtergehäuse (11) einen Spiralgehäuseabschnitt (14) aufweist, der stromabwärts des Einsatzstücks (13) einen Strömungskanal (16) für das verdichtete Medium begrenzt, wobei das Verdichtergehäuse (11) einen saugseitigen Deckel (17) aufweist, welcher in Strömungsrichtung des Mediums stromaufwärts des Einsatzstücks (13) angeordnet und mit dem Spiralgehäuseabschnitt (14) verbunden ist, und wobei der saugseitige Deckel (17) radial innen einen Aufprallabschnitt (17a) für das Einsatzstück (13) und radial außen einen gegenüber der Radialrichtung (R) des Verdichtergehäuses (11) schräggestellten, konischen Verbindungsabschnitt (17b) zum Spiralgehäuseabschnitt (14) aufweist.

Figure DE102022123502A1_0000
Compressor (10) of a turbocharger, with a compressor housing (11), with a compressor rotor (12) accommodated in the compressor housing (11), the compressor housing (11) having an insert (13) which is located radially on the outside in the area of the compressor rotor (12). a flow channel (15) for a medium, the compressor housing (11) having a spiral housing section (14) which delimits a flow channel (16) for the compressed medium downstream of the insert (13), the compressor housing (11) having a suction-side cover (17), which is arranged upstream of the insert piece (13) in the flow direction of the medium and is connected to the spiral housing section (14), and wherein the suction-side cover (17) has an impact section (17a) for the insert piece (13) radially on the inside and radially on the outside has a conical connecting section (17b) to the spiral housing section (14) which is inclined relative to the radial direction (R) of the compressor housing (11).
Figure DE102022123502A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft einen Verdichter eines Turboladers und einen Turbolader.The invention relates to a compressor of a turbocharger and a turbocharger.

Ein Turbolader verfügt über eine Turbine zur Entspannung eines ersten Mediums, insbesondere zur Entspannung von Abgas, sowie über einen Verdichter zur Verdichtung eines zweiten Mediums, insbesondere von Ladeluft, unter Nutzung der bei der Entspannung des ersten Mediums in der Turbine gewonnenen Energie. Die Turbine verfügt über ein Turbinengehäuse sowie einen Turbinenrotor. Der Verdichter verfügt über ein Verdichtergehäuse sowie einen Verdichterrotor. Turbinenrotor und Verdichterrotor sind über eine Welle gekoppelt, die in einem Lagergehäuse gelagert ist, wobei das Lagergehäuse einerseits mit dem Turbinengehäuse und andererseits mit dem Verdichtergehäuse verbunden ist.A turbocharger has a turbine for expanding a first medium, in particular for expanding exhaust gas, and a compressor for compressing a second medium, in particular charge air, using the energy obtained during the expansion of the first medium in the turbine. The turbine has a turbine housing and a turbine rotor. The compressor has a compressor housing and a compressor rotor. The turbine rotor and the compressor rotor are coupled via a shaft which is mounted in a bearing housing, the bearing housing being connected on the one hand to the turbine housing and on the other hand to the compressor housing.

DE 10 2017 106 360 A1 offenbart den grundsätzlichen Aufbau eines Turboladers. Insbesondere ist dort offenbart, dass das Verdichtergehäuse des Verdichters des Turboladers ein Einsatzstück sowie einen Spiralgehäuseabschnitt aufweist. Das Einsatzstück begrenzt radial außen, anschließend an den Verdichterrotor einen Strömungskanal für das Medium im Bereich des Verdichterrads, wobei sich in Strömungsrichtung des Mediums gesehen, stromabwärts des Einsatzstücks der Spiralgehäuseabschnitt anschließt, welcher einen Strömungskanal für das zu verdichtende Medium begrenzt. DE 10 2017 106 360 A1 reveals the basic structure of a turbocharger. In particular, it is disclosed there that the compressor housing of the compressor of the turbocharger has an insert and a spiral housing section. The insert delimits radially on the outside, adjoining the compressor rotor, a flow channel for the medium in the area of the compressor wheel, whereby, viewed in the flow direction of the medium, the spiral housing section is connected downstream of the insert, which delimits a flow channel for the medium to be compressed.

Nach der DE 10 2017 106 360 A1 weisen sowohl das Einsatzstück als auch der Spiralgehäuseabschnitt einen in Umfangsrichtung umlaufenden Bund bzw. Flansch auf, über welchen das Einsatzstück und der Spiralgehäuseabschnitt über eine Schraubverbindung miteinander verbunden sind.After DE 10 2017 106 360 A1 Both the insert piece and the spiral casing section have a circumferential collar or flange, via which the insert piece and the spiral casing section are connected to one another via a screw connection.

Im Betrieb kann es infolge hoher Belastungen des Verdichterrotors zu einem Bersten des Verdichterrotors kommen. Hierbei können Bruchstücke oder Fragmente des Verdichterrotors das Verdichtergehäuse durchschlagen. Dies stellt ein erhebliches Gefährdungspotential für Bedienpersonal dar. Ferner können Bruchstücke oder Fragmente, die das Verdichtergehäuse durchschlagen, in der Umgebung des Turboladers befindliche technische Einrichtungen beschädigen. Es besteht daher Bedarf an einem Verdichter eines Turboladers, bei welchem die Gefahr, dass im Falle eines Berstens des Verdichterrotors Bruchstücke oder Fragmente desselben das Verdichtergehäuse durchschlagen, reduziert ist.During operation, high loads on the compressor rotor can cause the compressor rotor to burst. This can cause fragments or fragments of the compressor rotor to penetrate the compressor housing. This represents a significant risk potential for operating personnel. Furthermore, fragments or fragments that penetrate the compressor housing can damage technical equipment in the vicinity of the turbocharger. There is therefore a need for a compressor of a turbocharger in which the risk of fragments or fragments breaking through the compressor housing in the event of the compressor rotor bursting is reduced.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen neuartigen Verdichter eines Turboladers und einen Turbolader mit einem solchen Verdichter zu schaffen.Proceeding from this, the present invention is based on the object of creating a novel compressor of a turbocharger and a turbocharger with such a compressor.

Diese Aufgabe wird durch einen Verdichter eines Turboladers nach Anspruch 1 und durch einen Turbolader nach Anspruch 9 gelöst.This object is achieved by a compressor of a turbocharger according to claim 1 and by a turbocharger according to claim 9.

Erfindungsgemäß weist das Verdichtergehäuse einen saugseitigen Deckel auf, welcher in Strömungsrichtung des Mediums stromaufwärts des Einsatzstücks angeordnet und mit dem Spiralgehäuseabschnitt verbunden ist, wobei der saugseitige Deckel radial innen einen Aufprallabschnitt für das Einsatzstück und radial au-ßen einen gegenüber der Radialrichtung des Verdichtergehäuses schräggestellten, konischen Verbindungsabschnitt zum Spiralgehäuseabschnitt auf.According to the invention, the compressor housing has a suction-side cover, which is arranged upstream of the insert piece in the flow direction of the medium and is connected to the spiral housing section, the suction-side cover having an impact section for the insert piece radially on the inside and a conical one which is inclined radially on the outside relative to the radial direction of the compressor housing Connecting section to the spiral casing section.

Der in Strömungsrichtung des Mediums gesehen stromaufwärts des Einsatzstücks angeordnete, saugseitige Deckel des Verdichtergehäuses, der über den schräggestellten, konischen Verbindungsabschnitt mit dem Spiralgehäuseabschnitt verbunden ist, kann im Fall eines Berstens des Verdichterrotors auf denselben einwirkende Kräfte absorbieren bzw. aufnehmen und dämpfen.The suction-side cover of the compressor housing, which is arranged upstream of the insert piece as seen in the flow direction of the medium and is connected to the spiral housing section via the inclined, conical connecting section, can absorb or absorb and dampen forces acting on the compressor rotor in the event of a bursting of the compressor rotor.

Der saugseitige Deckel wirkt als Kraftbegrenzer für auf denselben wirkende Kräfte und kann Fragmente oder Bruchstücke, die im Falle eines Berstens des Verdichterrotors entstehen, zurückhalten. Die Gefahr, dass Fragmente oder Bruchstücke eines Verdichterrotors im Falle eines Berstens desselben in die Umgebung gelangen, kann so deutlich reduziert werden.The suction-side cover acts as a force limiter for forces acting on it and can retain fragments or fragments that arise in the event of the compressor rotor bursting. The risk of fragments or fragments of a compressor rotor getting into the environment in the event of it bursting can be significantly reduced.

Vorzugsweise schließt der Verbindungsabschnitt des Deckels mit der Radialrichtung des Verdichtergehäuses einen Winkel zwischen 10° und 50°, vorzugsweise zwischen 25° und 35°, ein. Dies ist für eine Kräfteabsorption und Dämpfung der Kräfte im Fall eines Berstens des Verdichterrotors besonders vorteilhaft.Preferably, the connecting section of the cover forms an angle between 10° and 50°, preferably between 25° and 35°, with the radial direction of the compressor housing. This is particularly advantageous for force absorption and damping of the forces in the event of the compressor rotor bursting.

Vorzugsweise weist der Aufprallabschnitt eine radiale Dicke auf, die größer ist als die radiale Dicke eines dem Aufprallabschnitt gegenüberliegenden Abschnitts des Einsatzstücks. Ferner ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Verbindungsabschnitt eine axiale Dicke aufweist, die kleiner ist als die radiale Dicke des Aufprallabschnitts. Über einen solchen Aufprallabschnitt kann die kinetische Energie, die im Falle eines Berstens des Verdichterrotors Bruchstücke oder Fragmente desselben auf das Einsatzstück übertragen, vom Einsatzstück optimal auf den Deckel übertragen werden. Der konische Verbindungsabschnitt, der gegenüber der Radialrichtung des Verdichtergehäuses schräggestellt ist, kann sich definiert verformen und die Belastung gedämpft und kontinuierlich in Richtung auf den Spiralgehäuseabschnitt übertragen. Hierdurch kann die sogenannte Containment-Sicherheit des Verdichtergehäuses bei einem Bersten des Verdichterrotors erhöht werden.Preferably, the impact section has a radial thickness that is greater than the radial thickness of a section of the insert opposite the impact section. Furthermore, it is preferably provided that the connecting section has an axial thickness that is smaller than the radial thickness of the impact section. The kinetic energy, which fragments or fragments of the compressor rotor are transferred to the insert piece in the event of a bursting of the compressor rotor, can be optimally transferred from the insert piece to the cover via such an impact section. The conical connecting section, which is inclined relative to the radial direction of the compressor housing, can deform in a defined manner and the load is dampened and continuously in the direction of the spiral housing transfer section. This allows the so-called containment safety of the compressor housing to be increased in the event of the compressor rotor bursting.

Vorzugsweise entspricht die radiale Dicke des Aufprallabschnitts dem 1,2- bis 3,5-fachen, vorzugsweise dem 1,3- bis 1,9-fachen, der radialen Dicke des dem Aufprallabschnitt gegenüberliegenden Abschnitts des Einsatzstücks. Vorzugsweise entspricht die axiale Dicke des Verbindungsabschnitts dem 0,5- bis 0,9-fachen, vorzugsweise dem 0,6- bis 0,8-fachen, der radialen Dicke des Aufprallabschnitts. Dies ist für eine Kräfteabsorption und Dämpfung der Kräfte im Fall eines Berstens des Verdichterrotors besonders vorteilhaft.Preferably, the radial thickness of the impact section corresponds to 1.2 to 3.5 times, preferably 1.3 to 1.9 times, the radial thickness of the section of the insert opposite the impact section. Preferably, the axial thickness of the connecting section corresponds to 0.5 to 0.9 times, preferably 0.6 to 0.8 times, the radial thickness of the impact section. This is particularly advantageous for force absorption and damping of the forces in the event of the compressor rotor bursting.

Vorzugsweise ist der radial innere Aufprallabschnitt des saugseitigen Deckels über einen sich in Radialrichtung erstreckenden Anbindungsabschnitt des saugseitigen Deckels für ein Strömungsrohr mit dem gegenüber der Radialrichtung schräggestellten Verbindungsabschnitt des saugseitigen Deckels verbunden. Dies erlaubt eine vorteilhafte Anbindung eines Strömungsrohrs für das im Verdichter zu verdichtende Medium an den saugseitigen Deckel, um zum Beispiel einen Schalldämpfer an den saugseitigen Deckel anzubinden.Preferably, the radially inner impact section of the suction-side cover is connected to the connecting section of the suction-side cover which is inclined relative to the radial direction via a connecting section of the suction-side cover for a flow pipe which extends in the radial direction. This allows an advantageous connection of a flow pipe for the medium to be compressed in the compressor to the suction-side cover, for example to connect a silencer to the suction-side cover.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:

  • 1: einen Querschnitt durch ein Verdichtergehäuse eines erfindungsgemäßen Verdichters eines Turboladers; und
  • 2 einen perspektivische Ansicht der 1.
Preferred developments of the invention result from the subclaims and the following description. Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail using the drawing, without being limited to this. This shows:
  • 1 : a cross section through a compressor housing of a compressor of a turbocharger according to the invention; and
  • 2 a perspective view of the 1 .

Ein Turbolader verfügt über eine Turbine zur Entspannung eines ersten Mediums, insbesondere zur Entspannung von Abgas einer Brennkraftmaschine. Ferner verfügt ein Turbolader über einen Verdichter zur Verdichtung eines zweiten Mediums, insbesondere von Ladeluft, und zwar unter Nutzung von in der Turbine bei der Entspannung des ersten Mediums gewonnener Energie. Die Turbine verfügt über ein Turbinengehäuse und einen Turbinenrotor. Der Verdichter verfügt über ein Verdichtergehäuse und einen Verdichterrotor. Der Verdichterrotor ist mit dem Turbinenrotor über eine Welle gekoppelt, die in einem Lagergehäuse gelagert ist, wobei das Lagergehäuse zwischen dem Turbinengehäuse und dem Verdichtergehäuse positioniert und sowohl mit dem Turbinengehäuse und dem Verdichtergehäuse verbunden ist. Dieser grundsätzliche Aufbau eines Turboladers ist dem hier angesprochenen Fachmann geläufig.A turbocharger has a turbine for expanding a first medium, in particular for expanding exhaust gas from an internal combustion engine. Furthermore, a turbocharger has a compressor for compressing a second medium, in particular charge air, using energy obtained in the turbine when the first medium is expanded. The turbine has a turbine housing and a turbine rotor. The compressor has a compressor housing and a compressor rotor. The compressor rotor is coupled to the turbine rotor via a shaft supported in a bearing housing, the bearing housing positioned between the turbine housing and the compressor housing and connected to both the turbine housing and the compressor housing. This basic structure of a turbocharger is familiar to the expert addressed here.

Die hier vorliegende Erfindung betrifft Details eines Verdichters eines Turboladers, nämlich Details des Verdichtergehäuses des Verdichters. 1 und 2 zeigen jeweils einen Ausschnitt aus einem Verdichter 10 eines Turboladers, wobei in 1 und 2 ein Verdichtergehäuse 11 und ein Verdichterrotor 12 gezeigt sind. Der Verdichterrotor 12 ist im Verdichtergehäuse 11 drehbar gelagert.The present invention relates to details of a compressor of a turbocharger, namely details of the compressor housing of the compressor. 1 and 2 each show a section of a compressor 10 of a turbocharger, where in 1 and 2 a compressor housing 11 and a compressor rotor 12 are shown. The compressor rotor 12 is rotatably mounted in the compressor housing 11.

Das Verdichtergehäuse 11 verfügt über ein Einsatzstück 13, welches sich radial außen an den Verdichterrotor 12 anschließt und den Verdichterrotor 12 radial au-ßen zumindest abschnittsweise umschließt. Das Einsatzstück 13 begrenzt radial außen einen Strömungskanal 15 für durch den Verdichter 10 zu leitendes Medium im Bereich des Verdichterrotors 12.The compressor housing 11 has an insert 13 which adjoins the compressor rotor 12 radially on the outside and at least partially encloses the compressor rotor 12 on the radial outside. The insert 13 delimits, radially on the outside, a flow channel 15 for medium to be conducted through the compressor 10 in the area of the compressor rotor 12.

Das Verdichtergehäuse 10 verfügt weiterhin über einen Spiralgehäuseabschnitt 14, der stromabwärts des Einsatzstücks 13 einen Strömungskanal 16 für das verdichtete Medium begrenzt. Die Pfeile S visualisieren eine Strömung des Mediums durch den Verdichter 10, wobei 1 entnommen werden kann, dass der Rotor 12 in Axialrichtung A angeströmt ist, dass im Bereich des Verdichterrotors 12 verdichtete Medium in Radialrichtung R umgelenkt wird und dann in den Strömungskanal 16 des Spiralgehäuses 12 eintritt.The compressor housing 10 also has a spiral housing section 14, which delimits a flow channel 16 for the compressed medium downstream of the insert 13. The arrows S visualize a flow of the medium through the compressor 10, where 1 it can be seen that the rotor 12 is flowed in the axial direction A, that in the area of the compressor rotor 12 compressed medium is deflected in the radial direction R and then enters the flow channel 16 of the spiral housing 12.

Das Verdichtergehäuse 11 des erfindungsgemäßen Verdichters 10 verfügt weiterhin in Strömungsrichtung S des Mediums gesehen stromaufwärts des Einsatzstücks 13 über einen saugseitigen Deckel 17, der mit dem Spiralgehäuse 14 verbunden ist. Der saugseitige Deckel 17 weist radial innen einen Aufprallabschnitt 17a für das Einsatzstück 13 und radial außen einen gegenüber der Radialrichtung R des Verdichtergehäuses 11 schräggestellten, konischen Verbindungsabschnitt 17b zum Spiralgehäuseabschnitt 14 des Verdichtergehäuses 10 auf. Über den Verbindungsabschnitt 17b ist der saugseitige Deckel 17 mit dem Spiralgehäuse 14 vorzugsweise durch Verschrauben verbunden.The compressor housing 11 of the compressor 10 according to the invention also has a suction-side cover 17, viewed in the flow direction S of the medium, upstream of the insert 13, which is connected to the spiral housing 14. The suction-side cover 17 has an impact section 17a for the insert 13 radially on the inside and a conical connecting section 17b to the spiral housing section 14 of the compressor housing 10, which is inclined relative to the radial direction R of the compressor housing 11, on the radial outside. The suction-side cover 17 is connected to the spiral housing 14, preferably by screwing, via the connecting section 17b.

Zwischen dem radial inneren Aufprallabschnitt 17a des saugseitigen Deckels 17 und dem gegenüber der Radialrichtung R schräggestellten, konischen Verbindungsabschnitt 17b des saugseitigen Deckels 17 ist ein sich in Radialrichtung R erstreckender Anbindungsabschnitt 17c des saugseitigen Deckels 17 ausgebildet, an welchem ein Strömungsrohr mit dem Deckel 17 verbunden werden kann. Über ein solches Strömungsrohr kann das Medium, welches im Verdichter 10 zu verdichten ist, dem Verdichter 10 zum Beispiel ausgehend von einem Schalldämpfer (nicht gezeigt) zugeführt werden.Between the radially inner impact section 17a of the suction-side cover 17 and the conical connecting section 17b of the suction-side cover 17, which is inclined relative to the radial direction R, a connection section 17c of the suction-side cover 17 extending in the radial direction R is formed, on which a flow pipe is connected to the cover 17 can. The medium that is to be compressed in the compressor 10 can be supplied to the compressor 10, for example from a silencer (not shown), via such a flow pipe.

Der Aufprallabschnitt 17a des Deckels 17 ist von einem dem Aufprallabschnitt 17a gegenüberliegenden Abschnitt des Einsatzstücks 13 durch einen Spalt 18 getrennt. Der Aufprallabschnitt 17a weist dabei eine radiale Dicke X1 auf, die größer ist als die radiale Dicke X2 des dem Aufprallabschnitt 17a gegenüberliegenden Abschnitts des Einsatzstücks 13. Sollten im Falle eines Berstens des Verdichterrotors 12 Bruchstücke oder Fragmente des Verdichterrotors 12 kinetische Energie auf das Einsatzstück 13 übertragen und sich das Einsatzstück 13 in Richtung auf den saugseitigen Deckel 17 bewegen, so kann das Einsatzstück 13 definiert auf den Aufprallabschnitt 17a des saugseitigen Deckels 17 auftreffen und kinetische Energie in denselben eintragen.The impact section 17a of the lid 17 is separated from a section of the insert 13 opposite the impact section 17a by a gap 18. The impact section 17a has a radial thickness X1 which is greater than the radial thickness and the insert piece 13 moves in the direction of the suction-side cover 17, the insert piece 13 can impact the impact section 17a of the suction-side cover 17 in a defined manner and introduce kinetic energy into it.

Vorzugsweise beträgt die radiale Dicke X1 des Aufprallabschnitts 17a dem 1,2- bis 3,5-fachen, vorzugsweise dem 1,3- bis 1,9-fachen, der radialen Dicke X2 des dem Aufprallabschnitt 17a gegenüberliegenden Abschnitts des Einsatzstücks 13.Preferably, the radial thickness X1 of the impact section 17a is 1.2 to 3.5 times, preferably 1.3 to 1.9 times, the radial thickness

Der gegenüber der Radialrichtung R des Verdichters schräggestellte, konische Verbindungsabschnitt 17b des saugseitigen Deckels 17 schließt mit der Radialrichtung R vorzugsweise einen Winkel α zwischen 10° und 50°, bevorzugt zwischen 25° und 35° ein und kann dann, wenn kinetische Energie, ausgehend vom Einsatzstück 13 über den Aufprallabschnitt 17a in den saugseitigen Deckel 17 eingetragen wird, sich definiert verformen und den Lasteintrag dämpfen.The conical connecting section 17b of the suction-side cover 17, which is inclined relative to the radial direction R of the compressor, preferably forms an angle α between 10 ° and 50 °, preferably between 25 ° and 35 °, with the radial direction R and can then, if kinetic energy, starting from Insert 13 is inserted into the suction-side cover 17 via the impact section 17a, deforms in a defined manner and dampens the load input.

Der Winkel α, mit welchem der konische Verbindungsabschnitt 17b des saugseitigen Deckels 17 gegenüber der Radialrichtung R des Verdichters schräggestellt oder geneigt ist, ist derart orientiert, dass in Durchströmungsrichtung des Einsatzstücks 13 bzw. des Verdichterrotors 12 gesehen, ein radial inneres Segment des Verbindungsabschnitt 17b, welches an den Anbindungsabschnitt 17c des saugseitigen Deckels 17 angrenzt, stromaufwärts eines radial äußeren Segments des Verbindungsabschnitt 17b, welches an den Spiralgehäuseabschnitt 14 angrenzt, liegt.The angle α at which the conical connecting section 17b of the suction-side cover 17 is inclined or inclined relative to the radial direction R of the compressor is oriented in such a way that, viewed in the flow direction of the insert 13 or the compressor rotor 12, a radially inner segment of the connecting section 17b, which adjoins the connection section 17c of the suction-side cover 17, lies upstream of a radially outer segment of the connection section 17b, which adjoins the spiral housing section 14.

Eine axiale Dicke X3 des Verbindungsabschnitts 17b ist vorzugsweise kleiner als die radiale Dicke X1 des Aufprallabschnitts 17a, wobei die axiale Dicke X3 des Verbindungsabschnitts 17 insbesondere dem 0,5- bis 0,9-fachen, vorzugsweise dem 0,6- bis 0,8-fachen, der radialen Dicke X1 des Aufprallabschnitts entspricht.An axial thickness X3 of the connecting section 17b is preferably smaller than the radial thickness X1 of the impact section 17a, the axial thickness -fold, which corresponds to the radial thickness X1 of the impact section.

Dann, wenn im Falle eines Berstens des Verdichterrotors 12 Bruchstücke oder Fragmente des Verdichterrotors 12 kinetische Energie auf das Einsatzstück 13 übertragen, kann das Einsatzstück 13 definiert auf den Aufprallabschnitt 17a des saugseitigen Deckels 17 aufschlagen, wobei dann die in den saugseitigen Deckel 17 eingetragene kinetische Energie über eine definierte Verformung des Verbindungsabschnitts 17b absorbiert und gedämpft wird und letztendlich in den Spiralgehäuseabschnitt 14 des Verdichtergehäuses 11, mit welchem der saugseitige Deckel 17 verbunden ist, eingetragen wird. Im Falle eines Berstens auftretende Kräfte können so gedämpft werden, der Deckel 17 begrenzt im Containment-Fall wirkende Kräfte und kann Fragmente oder Bruchstücke des Verdichterrotors 12 im Falle eines Berstens desselben zurückhalten. Es wird die Gefahr reduziert, dass Bruchstücke oder Fragmente eines berstenden Verdichterrotors 12 das Verdichtergehäuse 10 durchschlagen und in die Umgebung gelangen.Then, if, in the event of a bursting of the compressor rotor 12, fragments or fragments of the compressor rotor 12 transfer kinetic energy to the insert piece 13, the insert piece 13 can impact the impact section 17a of the suction-side cover 17 in a defined manner, in which case the kinetic energy entered into the suction-side cover 17 is absorbed and damped via a defined deformation of the connecting section 17b and is ultimately entered into the spiral housing section 14 of the compressor housing 11, to which the suction-side cover 17 is connected. In this way, forces occurring in the event of a bursting can be dampened; the cover 17 limits the forces acting in the case of containment and can retain fragments or fragments of the compressor rotor 12 in the event of it bursting. The risk of fragments or fragments of a bursting compressor rotor 12 breaking through the compressor housing 10 and entering the environment is reduced.

Wie bereits ausgeführt, dient der zwischen dem Aufprallabschnitt 17a und dem Verbindungsabschnitt 17b positionierte Anbindungsabschnitt 17c des saugseitigen Deckels der Anbindung eines Strömungsrohrs, um im Verdichter 10 zu verdichtendes Medium dem Verdichter 10 zuzuführen.As already stated, the connecting section 17c of the suction-side cover positioned between the impact section 17a and the connecting section 17b serves to connect a flow pipe in order to supply medium to be compressed in the compressor 10 to the compressor 10.

Der saugseitige Deckel 17 des Verdichters 10 ist im Hinblick auf Belastungen, die in einem Containment-Fall bzw. im Falle eines Berstens des Verdichterrotors 12 auftreten, optimal ausgelegt. Im Falle eines Berstens des Verdichterrotors 12 wirkende Kräfte können gedämpft und definiert absorbiert werden. Der saugseitige Deckel 17 wirkt als Kraftbegrenzer und Rückhaltevorrichtung für Fragmente oder Bruchstücke eines berstenden Verdichterrotors 12.The suction-side cover 17 of the compressor 10 is optimally designed with regard to loads that occur in a containment case or in the event of the compressor rotor 12 bursting. Forces acting in the event of a bursting of the compressor rotor 12 can be dampened and absorbed in a defined manner. The suction-side cover 17 acts as a force limiter and retaining device for fragments or fragments of a bursting compressor rotor 12.

Die Erfindung betrifft weiterhin einen Turbolader, der einen solchen Verdichter 10 umfasst.The invention further relates to a turbocharger which includes such a compressor 10.

Bezugszeichen listeReference symbol list

1010
Verdichtercompressor
1111
VerdichtergehäuseCompressor housing
1212
VerdichterrotorCompressor rotor
1313
EinsatzstückInsert piece
1414
SpiralgehäuseabschnittVolute casing section
1515
Strömungskanalflow channel
1616
Strömungskanalflow channel
1717
DeckelLid
17a17a
AufprallabschnittImpact section
17b17b
Verbindungsabschnittconnection section
17c17c
AnbindungsabschnittConnection section
1818
Spalt gap
AA
AxialrichtungAxial direction
RR
RadialrichtungRadial direction
SS
StrömungsrichtungDirection of flow
X1X1
Dickethickness
X2X2
Dickethickness
X3X3
Dickethickness
αα
Winkelangle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102017106360 A1 [0003, 0004]DE 102017106360 A1 [0003, 0004]

Claims (9)

Verdichter (10) eines Turboladers, mit einem Verdichtergehäuse (11), mit einem im Verdichtergehäuse (11) aufgenommenen Verdichterrotor (12), wobei das Verdichtergehäuse (11) ein Einsatzstück (13) aufweist, welches im Bereich des Verdichterrotors (12) radial außen einen Strömungskanal (15) für ein Medium begrenzt, wobei das Verdichtergehäuse (11) einen Spiralgehäuseabschnitt (14) aufweist, der stromabwärts des Einsatzstücks (13) einen Strömungskanal (16) für das verdichtete Medium begrenzt, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdichtergehäuse (11) einen saugseitigen Deckel (17) aufweist, welcher in Strömungsrichtung des Mediums stromaufwärts des Einsatzstücks (13) angeordnet und mit dem Spiralgehäuseabschnitt (14) verbunden ist, der saugseitige Deckel (17) radial innen einen Aufprallabschnitt (17a) für das Einsatzstück (13) und radial außen einen gegenüber der Radialrichtung (R) des Verdichtergehäuses (11) schräggestellten, konischen Verbindungsabschnitt (17b) zum Spiralgehäuseabschnitt (14) aufweist.Compressor (10) of a turbocharger, with a compressor housing (11), with a compressor rotor (12) accommodated in the compressor housing (11), the compressor housing (11) having an insert (13) which is located radially on the outside in the area of the compressor rotor (12). a flow channel (15) for a medium, the compressor housing (11) having a spiral housing section (14) which delimits a flow channel (16) for the compressed medium downstream of the insert (13), characterized in that the compressor housing (11) has a suction-side cover (17), which is arranged upstream of the insert piece (13) in the flow direction of the medium and is connected to the spiral housing section (14), the suction-side cover (17) has an impact section (17a) for the insert piece (13) radially on the inside and radially on the outside has a conical connecting section (17b) to the spiral housing section (14) which is inclined relative to the radial direction (R) of the compressor housing (11). Verdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsabschnitt (17b) des Deckels (17) mit der Radialrichtung (R) des Verdichtergehäuses (11) einen Winkel (α) zwischen 10° und 50°, vorzugsweise zwischen 25° und 35°, einschließt.Compressor after Claim 1 , characterized in that the connecting section (17b) of the cover (17) forms an angle (α) between 10° and 50°, preferably between 25° and 35°, with the radial direction (R) of the compressor housing (11). Verdichter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufprallabschnitt (17a) eine radiale Dicke (X1) aufweist, die größer ist als die radiale Dicke (X2) eines dem Aufprallabschnitt (17a) gegenüberliegenden Abschnitts des Einsatzstücks (13).Compressor after Claim 1 or 2 , characterized in that the impact section (17a) has a radial thickness (X1) which is greater than the radial thickness (X2) of a section of the insert (13) opposite the impact section (17a). Verdichter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die radiale Dicke (X1) des Aufprallabschnitts (17a) dem 1,2- bis 3,5-fachen, vorzugsweise dem 1,3- bis 1,9-fachen, der radialen Dicke (X2) des dem Aufprallabschnitt (17a) gegenüberliegenden Abschnitts des Einsatzstücks (13) entspricht.Compressor after Claim 3 , characterized in that the radial thickness (X1) of the impact section (17a) is 1.2 to 3.5 times, preferably 1.3 to 1.9 times, the radial thickness (X2) of the impact section (17a) corresponds to the opposite section of the insert (13). Verdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsabschnitt (17b) eine axiale Dicke (X3) aufweist, die kleiner ist als die radiale Dicke (X1) des Aufprallabschnitts (17a).Compressor according to one of the Claims 1 until 4 , characterized in that the connecting section (17b) has an axial thickness (X3) which is smaller than the radial thickness (X1) of the impact section (17a). Verdichter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Dicke (X3) des Verbindungsabschnitts (17b) dem 0,5- bis 0,9-fachen, vorzugsweise dem 0,6- bis 0,8-fachen, der radialen Dicke (X1) des Aufprallabschnitts (17a) entspricht.Compressor after Claim 5 , characterized in that the axial thickness (X3) of the connecting section (17b) is 0.5 to 0.9 times, preferably 0.6 to 0.8 times, the radial thickness (X1) of the impact section ( 17a) corresponds. Verdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der radial innere Aufprallabschnitt (17a) des saugseitigen Deckels (17) über einen sich in Radialrichtung (R) erstreckenden Anbindungsabschnitt (17c) des saugseitigen Deckels (17) für ein Strömungsrohr mit dem gegenüber der Radialrichtung (R) schräggestellten Verbindungsabschnitt (17b) des saugseitigen Deckels (17) verbunden ist.Compressor according to one of the Claims 1 until 6 , characterized in that the radially inner impact section (17a) of the suction-side cover (17) via a connecting section (17c) of the suction-side cover (17) extending in the radial direction (R) for a flow pipe with the connecting section inclined with respect to the radial direction (R). (17b) of the suction side cover (17) is connected. Verdichter nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Aufprallabschnitt (17a) und dem dem Aufprallabschnitt (17a) gegenüberliegenden Abschnitt des Einsatzstücks (13) ein Spalt (18) ausgebildet ist.Compressor according to one of the Claims 3 until 7 , characterized in that a gap (18) is formed between the impact section (17a) and the section of the insert (13) opposite the impact section (17a). Turbolader, mit einer Turbine zur Entspannung eines ersten Mediums, mit einem Verdichter (10) zur Verdichtung eines zweiten Mediums unter Nutzung von in der Turbine bei der Entspannung des ersten Mediums gewonnener Energie, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdichter (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausgebildet ist.Turbocharger, with a turbine for expanding a first medium, with a compressor (10) for compressing a second medium using energy obtained in the turbine during the expansion of the first medium, characterized in that the compressor (10) according to one of Claims 1 until 8th is trained.
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