DE112013000543T5

DE112013000543T5 - Abgasturbolader

Info

Publication number: DE112013000543T5
Application number: DE112013000543.3T
Authority: DE
Inventors: Martin Becker
Original assignee: BorgWarner Inc
Current assignee: BorgWarner Inc
Priority date: 2012-02-14
Filing date: 2013-02-11
Publication date: 2014-10-23
Also published as: IN2014DN05892A; US20140363285A1; KR101989541B1; JP6111273B2; US9677426B2; CN104081019A; WO2013122851A1; JP2015510074A; KR20140123986A

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Abgasturbolader (1) mit einem Verdichter (2), der ein Verdichtergehäuse (3) aufweist; mit einer Turbine (4), die ein Turbinengehäuse (5) aufweist, und mit einem Lagergehäuse (6), das zwischen dem Verdichtergehäuse (3) und dem Turbinengehäuse (5) angeordnet ist und über eine verdichterseitige Verbindungseinrichtung mit dem Verdichtergehäuse (3) und über eine turbinenseitige Verbindungseinrichtung (7) mit dem Turbinengehäuse (5) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die turbinengehäuseseitige und/oder verdichterseitige Verbindungseinrichtung (7) als Keilverschraubung ausgebildet ist, die Schrauben (8, 9, 10) aufweist, die zumindestens im wesentlichen senkrecht zu einer Abgasturbolader-Längsachse (L) angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Abgasturbolader gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Zur Verbindung eines Turbinengehäuses und eines Lagergehäuses eines gattungsgemäßen Abgasturboladers sind sich in Richtung der Längsachse des Abgasturboladers erstreckende Schrauben oder Stehbolzen, Verschraubungen am Spiralumfang des Verdichtergehäuses mit langen Schrauben, Spannbandanbindungen oder Segmentverschraubungen bekannt.
Das Problem derartiger Verbindungseinrichtungen ist häufig eine unzulängliche Zugänglichkeit und damit eine Verkomplizierung der Montage.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Abgasturbolader der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art zu schaffen, der mit einer Verbindungseinrichtung zwischen dem Lagergehäuse und dem Turbinengehäuse und/oder zwischen dem Lagergehäuse und dem Verdichtergehäuse versehen ist, die leicht zugänglich und einfach zu montieren ist.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruches 1.
Dadurch wird erreicht, dass die Verbindungseinrichtung in Form einer Keilverschraubung radial zugängliche Schrauben aufweist, die durch einen Flansch des Turbinengehäuses und/oder des Verdichtergehäuses gesteckt und fixiert werden können.
Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.
Die Keilverschraubung der erfindungsgemäßen Verbindungseinrichtung weist vorzugsweise eine der Anzahl der Schrauben entsprechende Anzahl von mit einem Innengewinde versehenen Keilklötzchen auf, die an einem Innenumfang des Turbinen-/Vedichtergehäuseflansches verteilt angeordnet sind. Nach dem Hindurchstecken der Schrauben durch den Turbinengehäuseflansch bzw. Verdichtergehäuseflansch können die Schrauben in die Keilklötzchen eingeschraubt werden, wobei durch das Anziehen der Schrauben die Keilklötzchen radial gesehen nach außen gezogen werden und hierbei vorzugsweise über eine am Lagergehäuse angeordnete Schrägfläche entlang einer am Keilklötzchen ausgebildeten komplementären Schrägfläche entlang gleiten. Durch das Zusammenwirken dieser Schrägflächen wird eine Vorspannkraft in der Längs- bzw. Hauptachsenrichtung des Abgasturboladers aufgebracht.
Bei einer Variante der erfindungsgemäßen Keilverschraubung ist es möglich, Spannelemente mit keilförmigen Nasen in eine am Turbinengehäuse/Verdichtergehäuse befindliche Nut zu drücken. In der Nut ist eine dem Turbinengehäuse/Verdichtergehäuse abgewandte komplementäre Schrägfläche ausgebildet, auf der die Schrägfläche der Nase aufliegt. Die axiale Vorspannkraft wird durch die komplementären Schrägflächen beim Anziehen der Schraube aufgebracht.
Bei einer weiteren Variante ist die Kraftwirkung der Schrauben umgekehrt. Hierbei stützen sich die Schrauben radial auf einem Lagergehäusewandbereich auf, wodurch das Spannelement in die Nut des Turbinengehäuses/Verdichtergehäuses gedrückt wird.
Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Es zeigt:
1 eine schematisch stark vereinfachte Darstellung eines erfindungsgemäßen Abgasturboladers, der mit einer erfindungsgemäßen Verbindungseinrichtung zum Verbinden des Lagergehäuses und des Turbinengehäuses versehen sein kann,
2 eine Schnittdarstellung einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Abgasturboladers bzw. der erfindungsgemäßen Verbindungseinrichtung,
3 eine der 2 entsprechende Darstellung einer zweiten Ausführungsform, und
4 eine den 2 und 3 entsprechende Darstellung einer dritten Ausführungsform.
In 1 ist in schematisch stark vereinfachter Darstellung ein Abgasturbolader 1 gezeigt, der als die üblichen Basiskomponenten einen Verdichter 2 mit einem Verdichtergehäuse 3 und eine Turbine 4 mit einem Turbinengehäuse 5 aufweist.
Zwischen dem Verdichtergehäuse 3 und dem Turbinengehäuse 5 ist ein Lagergehäuse 6 angeordnet, in dem eine Rotorwelle 32 gelagert ist, die an ihren beiden Enden mit einem Verdichterrad bzw. einem Turbinenrad versehen ist.
Das Lagergehäuse 6 ist sowohl am Verdichtergehäuse 3 und am Turbinengehäuse 5 befestigt, wobei nachfolgend beispielhaft eine erfindungsgemäße Verbindungseinrichtung zum Anbringen des Lagergehäuses 6 am Turbinengehäuse 5 anhand der 2 bis 4 im Einzelnen erläutert wird. Die erfindungsgemäße Verbindungseinrichtung kann jedoch auch auf der Verdichterseite zum Einsatz kommen.
2 zeigt eine erste Ausführungsform einer Verbindungseinrichtung 7, die beim dargestellten Beispielsfalle drei von vier Schrauben 8, 9 und 10 aufweist, die im Beispielsfalle jeweils um 90° zueinander versetzt angeordnet sind. Die Schrauben 8, 9 und 10 werden durch einen Turbinengehäuseflansch 11 hindurch gesteckt und bei der Ausführungsform gemäß 2 in die Innengewinde 15, 16, 17 von zugeordneten Keilklötzchen 12, 13 bzw. 14 eingeschraubt.
Wie anhand der, gemäß der in 2 abgebildeten Darstellung, oberen Teilverbindung ersichtlich ist, weisen die Keilklötzchen jeweils Schrägflächen 19 auf, die auf einer komplementär ausgebildeten Schrägfläche 20 eines Lagergehäuseflansches 18 aufliegen. Durch das Anziehen der Schrauben 8, 9 und 10 werden die zugeordneten Keilklötzchen 12, 13 bzw. 14 radial nach außen gezogen, wobei die Schrägflächen 19 und 20 aufeinander gleiten und somit eine axiale Vorspannkraft in der Hauptachsenrichtung L des Abgasturboladers 1 aufgebracht wird.
Bei der Ausführungsform gemäß 3 weist die Verbindungseinrichtung 7 wiederum drei von vier Schrauben 8, 9 und 10 auf, die durch den Turbinengehäuseflansch 11 hindurch gesteckt werden und in die Innengewinde 24, 25 und 26 von zugeordneten Spannelementen 21, 22 und 23 eingreifen.
Die Spannelemente 21, 22 und 23 sind jeweils identisch ausgebildet, so dass für deren Aufbau repräsentativ auf das Spannelement 21 Bezug genommen wird. 3 verdeutlicht hierfür, dass das Spannelement 21 eine Nase 28 aufweist, die mit einer Schrägfläche 27 versehen ist. Die Nase 28 greift in eine Nut 29 des Turbinengehäuseflansches 11 ein und liegt in dieser Stellung auf einer komplementär ausgebildeten schrägen Turbinengehäusefläche 30 auf. Durch das Anziehen der Schrauben 8, 9 und 10 werden die Spannelemente wiederum radial nach außen gezogen, wobei die aufeinander gleitenden Schrägflächen 29 und 30 die axiale Vorspannkraft erzeugen.
Die Ausführungsform gemäß 4 entspricht hinsichtlich der Spannelemente 21, 22 und 23 mit ihren jeweiligen Nasen 28 und den komplementären Schrägflächen 29 und 30 derjenigen der 3. Bei der Ausführungsform der 4 ist jedoch die Kraftwirkung der Schrauben 8, 9 und 10 im Vergleich zur Ausführungsform der 3 umgekehrt, da sich die Schrauben 8, 9 und 10 endseitig auf einem Lagergehäusewandbereich 31 abstützen, wodurch die Spannelemente 21, 22 und 23 beim Anziehen der Schrauben 8, 9 und 10 in die Nut 29 gedrückt werden, wodurch die axiale Vorspannkraft erzeugt wird.
Neben der vorstehenden schriftlichen Offenbarung der Erfindung wird hiermit explizit auf deren zeichnerische Darstellung in den 1 bis 4 Bezug genommen.
Bezugszeichenliste

1: Abgasturbolader
2: Verdichter
3: Verdichtergehäuse
4: Turbine
5: Turbinengehäuse
6: Lagergehäuse
7: Verbindungseinrichtung
8, 9, 10: Schrauben
11: Turbinengehäuseflansch
12, 13, 14: Keilklötzchen
15, 16, 17: Innengewinde
18: Lagergehäuseflansch
19, 20: Schrägflächen
21, 22, 23: Spannelemente
24, 25, 26: Gewinde
27: Schrägfläche
28: Nase
29: Nut
30: Schrägfläche
31: Lagergehäusewandbereich
32: Rotorwelle
L: Längsachse bzw. Hauptachsenrichtung des Abgasturboladers
U: Innenumfang

Claims

Abgasturbolader (1) – mit einem Verdichter (2), der ein Verdichtergehäuse (3) aufweist; – mit einer Turbine (4), die ein Turbinengehäuse (5) aufweist, und – mit einem Lagergehäuse (6), das zwischen dem Verdichtergehäuse (3) und dem Turbinengehäuse (5) angeordnet ist und über eine verdichterseitige Verbindungseinrichtung mit dem Verdichtergehäuse (3) und über eine turbinenseitige Verbindungseinrichtung (7) mit dem Turbinengehäuse (5) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, – dass die turbinenseitige und/oder verdichterseitige Verbindungseinrichtung (7) als Keilverschraubung ausgebildet ist, die Schrauben (8, 9, 10) aufweist, die zumindestens im wesentlichen senkrecht zu einer Abgasturbolader-Längsachse (L) angeordnet sind.
Abgasturbolader nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Keilverschraubung (7) eine der Anzahl der Schrauben (8, 9, 10) entsprechende Anzahl von an einem Innenumfang (U) eines Turbinengehäuseflansches (11) und/oder Verdichtergehäuseflansches verteilt angeordnete Keilklötzchen (12, 13, 14) aufweist, die jeweils mit einem Innengewinde (15, 16, 17) versehen sind.
Abgasturbolader nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Keilklötzchen (12, 13, 14) und ein zu diesen benachbart angeordneter Lagergehäuseflansch (18) komplementäre aufeinander liegende Schrägflächen (19 bzw. 20) aufweisen.
Abgasturbolader nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungseinrichtung (7) eine der Anzahl der Schrauben (8, 9, 10) entsprechende Anzahl von Spannelementen (21, 22, 23) aufweist, die jeweils ein Innengewinde (24, 25, 26) für die Schrauben (8, 9, 10) aufweisen und jeweils eine mit einer Schrägfläche (27) versehene Nase (28) aufweisen, die in eine Nut (29) des Turbinengehäuseflansches (11) und/oder Verdichtergehäuseflansches eingreifen und mit einer dem Turbinengehäuse (5) bzw. dem Verdichtergehäuse (3) abgewandten zur Schrägfläche (27) der Nase (28) komplementär ausgebildeten Turbinengehäuseschrägfläche (30) und/oder Verdichtergehäuseschrägfläche versehen sind.
Abgasturbolader nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Schrauben (8, 9, 10) radial auf einem Lagergehäusewandbereich (31) abstützen.
Abgasturbolader nach der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrauben (8, 9, 10) als Inbusschrauben ausgebildet sind.