DE112011102593T5

DE112011102593T5 - Abgasturbolader

Info

Publication number: DE112011102593T5
Application number: DE112011102593T
Authority: DE
Inventors: Wolfram Schaefer
Original assignee: BorgWarner Inc
Current assignee: BorgWarner Inc
Priority date: 2010-08-03
Filing date: 2011-07-22
Publication date: 2013-05-08
Also published as: US9695711B2; KR102077747B1; JP2013533429A; WO2012018553A3; CN102985660A; WO2012018553A2; KR20130096244A; US20130129502A1; CN102985660B

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Abgasturbolader (1) mit einem Turbinengehäuse (2), mit einem Verdichtergehäuse (3), mit einem Lagergehäuse (4), das eine Lagergehäuseachse (L) aufweist, und mit einer Verbindungseinrichtung (5), zur Verbindung des Lagergehäuses (4) mit dem Turbinengehäuse (2) und/oder dem Verdichtergehäuse (3), die eine Mehrzahl von Schrauben (6) aufweist, die eine der Anzahl der Schrauben (6) entsprechende Anzahl von Schraubenlöchern (7, 7') im Lagergehäuse (4), und die eine der Anzahl der Schrauben (6) entsprechende Anzahl von Gewindelöchern (8) im Turbinengehäuse (2) und/oder dem Verdichtergehäuse (3) aufweist, wobei die Schraubenlöcher (7, 7') die Gewindelöcher (8) und die Schrauben (6) in einem spitzen Winkel (α) zu einer Fügefläche (9) zwischen dem Lagergehäuse (4) und dem Turbinengehäuse (2) bzw. dem Lagergehäuse (4) und dem Verdichtergehäuse (3) angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Abgasturbolader gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Bei einem gattungsgemäßen Abgasturbolader sind für eine direkte Verbindung des Lagergehäuses mit dem Turbinengehäuse und/oder dem Verdichtergehäuse die Schrauben einer Verbindungseinrichtung zum Zwecke einer direkten Verschraubung senkrecht zur Fügefläche zwischen den Gehäusen auf einem Lochkreis angeordnet. So erzeugen die Schrauben eine Verspannung der Bauteile senkrecht zur Fügefläche.
Eine derartige direkte Verschraubung ergibt jedoch in der Praxis häufig aufgrund einer schlechten Zugänglichkeit der Schrauben Probleme, wobei insbesondere bei kleinen Lochkreisdurchmessern eine derartige Verbindungseinrichtung nicht möglich ist.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Abgasturbolader der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art zu schaffen, der einen geringeren Montageaufwand zur Verbindung des Lagergehäuses mit dem Verdichtergehäuse und/oder dem Turbinengehäuse ermöglicht.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1.
Durch die Schrägstellung der Schrauben und Gewindelöcher sowie im Endmontagezustand der Schrauben ergibt sich eine Anordnung der Schraubenlöcher, der Gewindelöcher und der Schrauben winkelig und diametral auf einer gedachten Kegelfläche anstatt der zuvor erläuterten rechtwinkligen Anordnung auf einer Zylinderfläche, was neben der Lösung der Aufgabe zunächst den Vorteil einer leichten Bearbeitbarkeit der Schraubenkopfauflage aufgrund der verbesserten Zugänglichkeit ermöglicht.
Ferner ergibt sich eine leichte Montierbarkeit der Schrauben und eine Verwendbarkeit von Schrauben mit Innensechskant und einem sogenannten Innentorx, der eine spezielle Ausführungsform eines Innensechskants darstellt.
Ferner ergibt sich der Vorteil der Automatisierbarkeit der Abgasturbolader-Gehäusemontage bei der Umsetzung auf der Verdichter- und Turbinenseite, da eine gleiche Einschraubrichtung möglich ist.
Ferner ergibt die Schrägstellung der Gewindelöcher im Turbinengehäuse und Verdichtergehäuse eine Reduzierung des axialen Bauraumes.
Schließlich wird durch die Schrägstellung eine Verspannung der Bauteile in axialer und radialer Richtung möglich gemacht.
Die Unteransprüche 2 bis 4 haben vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Abgasturboladers zum Inhalt.
In den Ansprüchen 5 und 6 ist ein erfindungsgemäßes Lagergehäuse als selbstständig handelbares Objekt definiert.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Es zeigt:
1 eine schematisch leicht vereinfachte Darstellung eines erfindungsgemäßen Abgasturboladers,
2 eine vergrößerte Darstellung des am Turbinengehäuse montierten Lagergehäuses des erfindungsgemäßen Abgasturboladers im Bereich einer Fügefläche,
3 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Lagergehäuses, und
4 eine perspektivische Darstellung des montierten erfindungsgemäßen Abgasturboladers.
Der erfindungsgemäße Abgasturbolader 1 weist gemäß 1 ein Turbinengehäuse 2, ein Verdichtergehäuse 3 und ein Lagergehäuse 4 auf. Natürlich weist der erfindungsgemäße Abgasturbolader 1 auch alle sonstigen üblichen Bauteile moderner Turbolader auf, die jedoch nachfolgend nicht beschrieben, in 1 jedoch dargestellt sind, da sie für die Erläuterung der Prinzipien vorliegender Erfindung nicht erforderlich sind.
Das Lagergehäuse 4 kann entweder mit dem Turbinengehäuse 2 oder dem Verdichtergehäuse 3 oder sowohl mit dem Turbinengehäuse 2 als auch dem Verdichtergehäuse 3 über eine Verbindungseinrichtung 5 verbunden werden, die zunächst eine Mehrzahl von Schrauben aufweist, von denen in 1 repräsentativ eine Schraube 6 dargestellt ist.
Ferner weist die Verbindungseinrichtung 5 eine der Anzahl der verwendeten Schrauben 6 entsprechende Anzahl von Schraubenlöchern 7 im Lagergehäuse 4 und eine der Anzahl der verwendeten Schrauben 6 entsprechende Anzahl von Gewindelöchern 8 im Turbinengehäuse 2 und/oder im Verdichtergehäuse 3 auf. In 1 sind wiederum repräsentativ für alle vorgesehenen Schraubenlöcher und Gewindelöcher das Schraubenloch 7 und das Gewindeloch 8 dargestellt.
Wie 1 verdeutlicht, ist im montierten Zustand, im dargestellten Beispielsfalle der 1 also zwischen dem Lagergehäuse 4 und dem Turbinengehäuse 2 eine Fügefläche 9 angeordnet, die senkrecht auf der Laderachse L steht. Wie insbesondere 2 ferner verdeutlicht, sind die Schraubenlöcher 7 und die Gewindelöcher 8 und folglicherweise die in diese Löcher eingesetzten Schrauben 6 schräggestellt, was bedeutet, dass sie in einen spitzen Winkel α zur Fügefläche 9 angeordnet sind. Sie stehen also nicht, wie beim Stand der Technik, senkrecht zur Fügefläche 9 bzw. achsparallel zur Laderachse L, sondern winkelig, wobei der sich ergebende spitze Winkel durch das Bezugszeichen α gekennzeichnet ist. 2 verdeutlicht, dass dieser Winkel α zwischen der gemeinsamen Längsachse S der Schraubenlöcher 7 und Gewindelöcher 8 sowie der Schrauben 6 und der Laderachse bzw. Lagergehäuseachse L definiert ist. Bevorzugte Winkelmaße liegen dementsprechend zwischen 25° bis 65° für den Winkel α. Ein besonders bevorzugter Winkelbereich liegt bei 45° ± 15°, also zwischen 30° bis 60°.
Durch diese winklige Anordnung ergibt sich vorzugsweise eine symmetrische, auf einer gedachten Kegelfläche vorgesehene Anordnung der Achsen der Schraubenlöcher 7 bzw. Gewindelöcher 8 und der Schrauben 6. Dies wiederum ergibt die eingangs erläuterte Möglichkeit einer radialen und axialen Verspannung der Bauteile, deren Größe und Richtung abhängig ist vom Anstellwinkel α der Achse S, bezogen auf die Fügefläche 9.
In 3 ist das erfindungsgemäße Lagergehäuse 4 als selbstständig handelbares Objekt in perspektivischer Darstellung gezeigt. Das Lagergehäuse 4 weist im Beispielsfalle einen Befestigungsflansch 10 auf, der mit den Schraubenlöchern versehen ist, von denen beispielhaft für alle Schraubenlöcher, die Schraubenlöcher 7 und 7' dargestellt sind. 3 verdeutlicht hierbei, dass die Schraubenlöcher 7, 7' in Umfangsrichtung beabstandet zueinander im Befestigungsflansch 10 angeordnet sind. Die Bezugsziffer 9 verdeutlicht wieder die Fügefläche bzw. die Anlagefläche, an der im Montagezustand der zugeordnete Flansch des Turbinengehäuses 2 bzw. der zugeordnete Flansch des Verdichtergehäuses 3 anliegt, falls beide Gehäuse 2 und 3 über eine Verschraubung mit dem Lagergehäuse 4 verbunden sind. Vom Prinzip her ist es mithin möglich, dass sowohl das Verdichtergehäuse 3 als auch das Turbinengehäuse 2 mit dem Lagergehäuse 4 über die beschriebene Verschraubung 5 verbunden sind oder alternativ nur eines der beiden Gehäuse 2 oder 3.
Im Falle der 3 wäre das Lagergehäuse 4 nur für eine Verbindung mit dem Turbinengehäuse 2 über die beschriebene Verbindungseinrichtung 5 mit Schrauben 6 vorgesehen, da nur im Befestigungsflansch 10 Schraubenlöcher 7, 7' vorgesehen sind. Sollte auch das Verdichtergehäuse 3 über die Verbindungseinrichtung 5 mit Schrauben 6 mit dem Lagergehäuse 4 verbunden werden, müsste im gegenüberliegenden Befestigungsflansch 10' entsprechend eine geeignete Anzahl von Schraubenlöchern vorgesehen werden.
3 verdeutlicht überdies, dass die Schraubenauflageflächen 11 und 11' durch die Schrägstellung der Schraubenlöcher 7, 7' trotz des gegenüberliegenden Befestigungsflansches 10' leicht zugänglich sind, so dass diese Schraubenauflageflächen 11, 11' auf einfache Art und Weise hergestellt, beispielsweise gesenkt werden können.
4 zeigt ergänzend den montierten Abgasturbolader 1 in perspektivischer Darstellung.
Neben der voranstehenden schriftlichen Offenbarung der Erfindung wird hiermit explizit auf deren zeichnerische Darstellung in den 1 bis 4 Bezug genommen.
Bezugszeichenliste

1: Abgasturbolader
2: Turbinengehäuse
3: Verdichtergehäuse
4: Lagergehäuse
5: Verbindungseinrichtung
6, 6', 6'': Schrauben
7, 7': Schraubenlöcher
8: Gewindelöcher
9: Fügefläche
10, 10': Befestigungsflansche
11, 11': Schraubenauflagefläche
α: Schrägstellungswinkel zwischen der Achse S und der Lader- bzw. Lagergehäuseachse L
S: Achse
L: Laderachse/Lagergehäuseachse (Längsachse des Abgasturboladers 1 bzw. Lagergehäuses 4)

Claims

Abgasturbolader (1) – mit einem Turbinengehäuse (2), – mit einem Verdichtergehäuse (3), – mit einem Lagergehäuse (4), das eine Lagergehäuseachse (L) aufweist, und – mit einer Verbindungseinrichtung (5), • zur Verbindung des Lagergehäuses (4) mit dem Turbinengehäuse (2) und/oder dem Verdichtergehäuse (3), • die eine Mehrzahl von Schrauben (6) aufweist, • die eine der Anzahl der Schrauben (6) entsprechende Anzahl von Schraubenlöchern (7, 7') im Lagergehäuse (4), und • die eine der Anzahl der Schrauben (6) entsprechende Anzahl von Gewindelöchern (8) im Turbinengehäuse (2) und/oder dem Verdichtergehäuse (3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, – dass die Schraubenlöcher (7, 7'), die Gewindelöcher (8) und die Schrauben (6) in einem spitzen Winkel (α) zur Lagergehäuseachse (L) angeordnet sind.
Abgasturbolader nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsen (S) der Schrauben (6), der Schraubenlöcher (7, 7') und der Gewindelöcher (8) symmetrisch auf einer gedachten Kegelfläche angeordnet sind.
Abgasturbolader nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (α) etwa 25° bis 65°, insbesondere 30° bis 60°, beträgt.
Abgasturbolader nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubenlöcher (7, 7') eine bearbeitete Schraubenauflagefläche (11, 11') aufweisen.
Lagergehäuse (4) eines Abgasturboladers (1) – mit mindestens einem Befestigungsflansch (10, 10'), der eine nach außen weisende Fügefläche (9) aufweist, und – mit einer Mehrzahl von Schraubenlöchern (7, 7'), die in Umfangsrichtung beabstandet zueinander auf dem Befestigungsflansch (10, 10') angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, – dass die Schraubenlöcher (7, 7') in einem spitzen Winkel (α) zur Lagergehäuseachse (L) angeordnet sind.
Lagergehäuse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (α) etwa 25° bis 65°, insbesondere 30° bis 60°, beträgt.