EP1186781A1

EP1186781A1 - Filter/silencer mounting device for turbo charger inlet

Info

Publication number: EP1186781A1
Application number: EP00810814A
Authority: EP
Inventors: Josef Bättig; Alfons Tröndle
Original assignee: ABB Turbo Systems AG
Current assignee: Accelleron Industries AG
Priority date: 2000-09-08
Filing date: 2000-09-08
Publication date: 2002-03-13
Anticipated expiration: 2020-09-08
Also published as: EP1186781B1; TW576899B; WO2002020996A1; JP2004507668A; KR100812585B1; CN1242179C; CN1473245A; DE50013694D1; AU2001281644A1; JP4681211B2; EP1186781B2; KR20030032013A

Abstract

Fixing device (36) comprises an oscillating decoupler (46) arranged between a filter exhaust gas silencer (16) and the housing part (32) of a compressor so that it oscillates with a different frequency than a turbocharger housing when the silencer is activated. <??>An Independent claim is also included for a turbocharger for charging I.C. engines. Preferred Features: The decoupler is a rubber-elastic element made from an elastomer having good temperature, wear and oil resistance. The decoupler has a low rigidity in the axial direction as well as across the axial direction of the turbocharger. The decoupler is mechanically pre-stressed.

Description

Technisches GebietTechnical field

Die Erfindung bezieht sich auf eine Befestigungsvorrichtung zum lösbaren Befestigen eines Filterschalldämpfers an einem Gehäuseteil eines zu einem Turbolader für Verbrennungsmotoren gehörenden Verdichters gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a fastening device for releasable fastening of a filter silencer on a housing part of a turbocharger for Combustion engines belonging compressor according to the preamble of the claim 1.

Stand der TechnikState of the art

Am Verdichtereingang von Turboladern gibt es hohe Geräuschemissionen. Daher ist am Verdichtereingang meist ein Filterschalldämpfer angeordnet, der diese Geräuschemissionen vermindert. Da der Filterschalldämpfer starr mit einem Gehäuseteil des Verdichters verbunden ist und dies schwingungstechnisch nicht vom Turbolader entkoppelt ist, übertragen sich die Schwingungen des Turboladers auf den Filterschalldämpfer. Der Turbolader ist seinerseits in der Regel entweder direkt oder via einen Befestigungsfuss auf einer Konsole eines Verbrennungsmotors befestigt. Die axiale Distanz zwischen Befestigungsfuss und Filterschalldämpfer ist in der Regel sehr gross. Wird der Turbolader durch Motorvibrationen angeregt und/oder gerät in Eigenfrequenzschwingungen, so ist die Schwingungsamplitude aufgrund der geometrie am Filterschalldämpfer am grössten. Dies ist unter anderem wegen der daraus resultierenden grossen Materialbelastung unerwünscht. In Ländern mit entsprechenden Bestimmungen kann dieses Schwingungsproblem bis zur Zurückweisung bei der technischen Zulassung führen. There is high noise emissions at the compressor inlet of turbochargers. thats why A filter silencer is usually arranged at the compressor inlet, which emits these noise emissions reduced. Because the filter silencer is rigid with a housing part of the compressor is connected and this is not vibrationally from the turbocharger is decoupled, the vibrations of the turbocharger are transferred to the filter silencer. The turbocharger is usually either direct or attached to a console of an internal combustion engine via a mounting foot. The axial distance between the mounting foot and the filter silencer is usually very large. If the turbocharger is excited and / or driven by engine vibrations in natural frequency vibrations, the vibration amplitude is due to the The largest geometry on the filter silencer. This is partly because of the resulting large material load undesirable. In countries with corresponding This vibration problem can be determined until rejection lead in the technical approval.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Befestigungsvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche die oben genannten Nachteile einfach und kostengünstig behebt.It is therefore an object of the invention to provide a fastening device to create the type mentioned, which has the disadvantages mentioned above simply and inexpensively fixes.

Diese Aufgabe löst eine Befestigungsvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1.This object is achieved by a fastening device with the features of the patent claim 1.

Die erfindungsgemässe Befestigungsvorrichtung weist zum Verbinden eines Filterschalldämpfers mit einem Gehäuseteil eines Verdichters am Verdichtereingang zwischen dem Filterschalldämpfer und dem Gehäuseteil des Verdichters einen Schwingungsentkoppler auf. Mit Hilfe des Schwingungsentkopplers ist der Filterschalldämpfer schwingungstechnisch weitgehend von dem Verdichtergehäuseteil und damit vom Turbolader getrennt. Bei der Übertragung von Schwingungen vom Turbolader bzw. vom Verdichter auf den Filterschalldämpfer werden grosse Schwingungsamplituden am Filterschalldämpfer vermieden und einer vorzeitige Materialermüdung durch eine hohe, schwingungsbedingte Materialbeanspruchung wird entgegengewirkt.The fastening device according to the invention has for connecting a filter muffler with a housing part of a compressor at the compressor inlet between the filter silencer and the housing part of the compressor a vibration isolator on. With the help of the vibration decoupler, the filter silencer is Vibration technology largely from the compressor housing part and separated from the turbocharger. When transferring vibrations from the turbocharger or from the compressor to the filter muffler become large vibration amplitudes avoided on the filter silencer and premature material fatigue counteracted by a high, vibration-related material stress.

Als Schwingungsentkoppler wird am besten ein temperatur- und ölbeständiges sowie verschleissfestes, gummielastisches Element eingesetzt. Auf diese Weise ist der Schwingungsentkoppler den Einsatzbedingungen bestens angepasst, was eine hohe Standzeit des Schwingungsentkopplers gewährleistet. Es hat sich gezeigt, dass aus einem Elastomer (wie z.B. aus Viton ® von der Firma du Pont oder aus Silikon) gefertigte gummielastische Elemente sehr gut als Schwingungsentkoppler geeignet sind.It is best to use a temperature and oil resistant as well as a vibration decoupler wear-resistant, rubber-elastic element used. In this way it is Vibration decoupler optimally adapted to the conditions of use, which is a high Lifetime of the vibration decoupler guaranteed. It has been shown that made of an elastomer (such as Viton ® from du Pont or silicone) Made rubber-elastic elements very well suited as vibration decouplers are.

Vorteilhafterweise weist der Schwingungsentkoppler, im eingebauten Zustand betrachtet, eine geringe Steifigkeit in Achsrichtung sowie quer zur Achsrichtung des Turboladers auf. Abhängig von den sechs Eigenfrequenzen des Turboladers können die Steifigkeiten in Achsrichtung und quer zur Achsrichtung unterschiedlich gewählt werden. Die geringe Steifigkeit sorgt für eine ausreichende schwingungsmässige Entkopplung zwischen Filterschalldämpfer und Gehäuseteil des Verdichters.When viewed in the installed state, the vibration decoupler advantageously has low stiffness in the axial direction and transverse to the axial direction of the Turbocharger. Depending on the six natural frequencies of the turbocharger the stiffnesses selected differently in the axial direction and transversely to the axial direction become. The low rigidity ensures sufficient vibration Decoupling between the filter silencer and the housing part of the compressor.

Unter Berücksichtigung der konstruktiven Bedingungen wir der Schwingungsentkoppler so weich wie möglich gewählt. Mindestens aber wird die Steifigkeit so gewählt, dass unter Berücksichtung des Gewichtes der Bauteile und ihrer Geometrie sowie unter Berücksichtigung der Geometrie der Verbindung zwischen Filterschalldämpfer und Gehäuseteil des Verdichters der Filterschalldämpfer schliesslich eine Eigenfrequenz von etwa 25% bis 50%, vorzugsweise 40% zumindest der tiefsten der Eigenfrequenzen des Turboladers aufweist. Bei Erregung des Turboladers im Eigenfrequenzbereich, beispielsweise durch Motorschwingungen, schwingt der Filterschalldämpfer dann im überkritischen Bereich.Taking into account the structural conditions, we the vibration decoupler chosen as soft as possible. At least the stiffness is chosen so that taking into account the weight of the components and their geometry and taking into account the geometry of the connection between the filter silencer and housing part of the compressor of the filter silencers finally one Natural frequency of about 25% to 50%, preferably 40% at least the lowest which has natural frequencies of the turbocharger. When the turbocharger is excited in Natural filter range, for example due to engine vibrations, the filter silencer vibrates then in the supercritical area.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Schwingungsentkoppler unter Vorspannung steht. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass der Kontakt zwischen Schwingungsentkoppler und einem Bauteil verloren geht und Abrieb und Verschleiss am Schwingungsentkoppler auftreten.It is particularly advantageous if the vibration decoupler is pretensioned stands. In this way, the contact between the vibration isolator can be prevented and a component is lost and abrasion and wear on the Vibration decouplers occur.

Die Ausbildung des Schwingungsentkopplers in Form eines O-Ringes ist besonders vorteilhaft, da bei dieser Ausführungsform die von der Verbindung aufzunehmenden Kräfte auf den ganzen Umfang des O-Ringes verteilt werden.The design of the vibration decoupler in the form of an O-ring is special advantageous because in this embodiment, those to be picked up by the connection Forces are distributed over the entire circumference of the O-ring.

Vorteilhaft ist es ein Sicherungselement vorzusehen, welches bei einem Versagen des O-ringförmigen Schwingungsentkopplers einer Auflösung der Verbindung zwischen Filterschalldämpfer und Gehäuseteil des Verdichters entgegenwirkt.It is advantageous to provide a securing element, which in the event of a failure of the O-ring-shaped vibration decoupler of a resolution of the connection between Filter silencer and housing part of the compressor counteracts.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand weiterer abhängigen Patentansprüche. Further preferred embodiments are the subject of further dependent claims.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Im folgenden wird der Erfindungsgegenstand anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen, welche in den beiliegenden Figuren 1 bis 3 dargestellt sind, näher erläutert. Es zeigen rein schematisch:

Fig. 1: im Schnitt längs der Turboladerachse einen Turbolader mit einem am Verdichtereingang angeordneten Filterschalldämpfer mit einer Befestigungsvorrichtung gemäss dem Stand der Technik.
Fig. 2: in gleicher Ansicht wie in Figur 1 aber in einem vergrösserten Ausschnitt einen Teil einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemässen Befestigungsvorrichtung;
Fig. 3: in analoger Darstellungsweise wie in Figur 2 einen Teil einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemässen Befestigungsvorrichtung;
Fig. 4: die Befestigungsvorrichtung aus Fig. 3 mit einem Sicherungselement; und
Fig. 5: in analoger Darstellungsweise wie in Figur 2 einen Teil einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemässen Befestigungsvorrichtung;

The subject matter of the invention is explained in more detail below on the basis of preferred exemplary embodiments which are illustrated in the attached FIGS. 1 to 3. It shows purely schematically:

Fig. 1: on average along the turbocharger axis a turbocharger with a filter silencer arranged at the compressor inlet with a fastening device according to the prior art.
Fig. 2: in the same view as in FIG. 1 but in an enlarged detail, part of a first embodiment of the fastening device according to the invention;
Fig. 3: in a representation analogous to that in FIG. 2, part of a second embodiment of the fastening device according to the invention;
Fig. 4: the fastening device of Figure 3 with a securing element. and
Fig. 5: in a representation analogous to that in FIG. 2, part of a third embodiment of the fastening device according to the invention;

Die in den Zeichnungen verwendeten Bezugszeichen und deren Bedeutung sind in der Bezugszeichenliste zusammengefasst aufgelistet. Grundsätzlich sind in den Figuren gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die beschriebenen Ausführungsformen stehen beispielhaft für den Erfindungsgegenstand und haben keine beschränkende Wirkung.The reference symbols used in the drawings and their meaning are in the list of reference symbols is summarized. Basically are in the figures Identical parts with the same reference numerals. The described embodiments are exemplary of the subject matter of the invention and have none restricting effect.

Wege zur Ausführung der ErfindungWays of Carrying Out the Invention

Figur 1 zeigt im Schnitt zu seiner Längsachse 10 einen Turbolader 12 und einen Teil eines am Verdichtereingang 14 des Turboladers 12 befestigten Filterschalldämpfers 16. Der Turbolader 12 hat einen typischen Aufbau, d.h. er umfasst einen Verdichter 18 und eine Turbine 20 deren Laufräder 22, 24 auf einer gemeinsamen Welle 26 beabstandet voneinander angeordnet sind. Der Turbolader 12 weist ein Turboladergehäuse 28 auf, das mehrere Gehäuseteile, wie beispielsweise ein Turbinengehäuse 29, ein Lagergehäuse 30 und ein Verdichtergehäuse 27, umfasst, die selbst wieder aus mehreren Gehäuseteilen bestehen können. Im Lagergehäuse 30 ist zwischen dem Turbinenlaufrad 24 und dem Verdichterlaufrad 22 die Welle 26 gelagert. Mittels eines Befestigungsfusses 31 ist der Turbolader 12 auf einer Konsole 34 des Motors (nicht dargestellt) befestigt. Zur Verminderung der Geräuschemission ist am Verdichtereingang 14 an einem Gehäuseteil 32 des Verdichters 18 der Filterschalldämpfer 16 befestigt.Figure 1 shows a section to its longitudinal axis 10, a turbocharger 12 and a part a filter silencer attached to the compressor inlet 14 of the turbocharger 12 16. Turbocharger 12 has a typical structure, i.e. it includes a compressor 18 and a turbine 20 whose impellers 22, 24 on a common shaft 26 are spaced from each other. The turbocharger 12 has a turbocharger housing 28 on, the several housing parts, such as a turbine housing 29, a bearing housing 30 and a compressor housing 27, which includes itself can consist of several housing parts. In the bearing housing 30 is between the turbine impeller 24 and the compressor impeller 22, the shaft 26 is mounted. By means of a mounting foot 31, the turbocharger 12 is on a bracket 34 of the Motors (not shown) attached. To reduce noise emissions is on Compressor inlet 14 on a housing part 32 of the compressor 18 of the filter silencers 16 attached.

Filterschalldämpfer 16 und Gehäuseteil 32 des Verdichters 18 sind via eine Befestigungsvorrichtung 36 starr miteinander verbunden. Die Befestigungsvorrichtung 36 umfasst in diesem Beispiel auf einer Kreislinie um die Turboladerachse 10 angeordnete, erste Befestigungsöffnungen 38, die im Gehäuseteil 32 des Verdichters 18 vorgesehen sind. Die ersten Befestigungsöffnungen 38 sind mit einem Gewinde versehen. Des weiteren umfasst die Befestigungsvorrichtung 36 in einem Flansch 40 des Filterschalldämpfers 16 angeordnete zweite Befestigungsöffnungen 42, die mit den ersten Befestigungsöffnungen 38 koaxial in Deckung bringbar sind. Ebenfalls zur Befestigungsvorrichtung 36 gehören Befestigungselemente 44, welche in diesem Beispiel als Schrauben ausgebildet sind, und die durch die zweiten Befestigungsöffnungen 42 in die ersten Befestigungsöffnungen 38 eingeschraubt sind, und so den Filterschalldämpfer 16 starr mit dem Gehäuseteil 32 des Verdichters 18 verbinden.Filter silencer 16 and housing part 32 of the compressor 18 are via a fastening device 36 rigidly connected. The fastening device 36 comprises in this example arranged on a circular line around the turbocharger axis 10, first fastening openings 38, which in the housing part 32 of the compressor 18th are provided. The first fastening openings 38 are threaded Mistake. Furthermore, the fastening device 36 comprises in a flange 40 of the filter silencer 16 arranged second fastening openings 42, the can be coaxially aligned with the first fastening openings 38. Likewise the fastening device 36 includes fastening elements 44, which in this example are designed as screws, and through the second fastening openings 42 are screwed into the first fastening openings 38, and thus rigidly connect the filter silencer 16 to the housing part 32 of the compressor 18.

Wie aus Figur 1 ersichtlich ist die Distanz zwischen Befestigungsfuss 31 und dem Filterschalldämpfer 16 recht gross. Schwingungen, die über die Konsole 34 und den Befestigungsfuss 31 vom Motor (nicht dargestellt) auf den Turbolader 12 übertragen werden und Eigenschwingungen des Turboladers 12 werden via die starre Befestigungsvorrichtung 36 auf den Filterschalldämpfer 16 übertragen. Auf Grund der grossen Distanz zwischen Befestigungsfuss 31 und Filterschalldämpfer 16 ist die Schwingungsamplitude am Filterschalldämpfer 16 am grössten. Was die bereits genannten Nachteile mit sich bringt. As can be seen from Figure 1, the distance between the mounting foot 31 and the Filter silencer 16 quite large. Vibrations over the console 34 and the Transfer mounting foot 31 from the engine (not shown) to the turbocharger 12 and natural vibrations of the turbocharger 12 are via the rigid fastening device 36 transferred to the filter silencer 16. Because of the big ones Distance between mounting foot 31 and filter silencer 16 is Vibration amplitude at the filter silencer 16 is greatest. As for the ones already mentioned Brings disadvantages.

Die Figuren 2 bis 4 zeigen jeweils eine erfindungsgemässe Befestigungsvorrichtung 36. Jede dieser Befestigungsvorrichtungen 36 umfasst im Gehäuseteil 32 des Verdichters 18 angeordnete, erste Befestigungsöffnungen 38 mit Gewinde sowie Befestigungselemente 44 in Form von Schrauben, die in die ersten Befestigungsöffnungen 38 eingeschraubt sind. Die Befestigungsöffnung 38 sind vorzugsweise in einer Ebene die Senkrecht auf der Turboladerachse 10 steht, auf einem Ring rund um die Turboladerachse 10 angeordnet. Die Richtung , in der die Turboladerachse (10) liegt ist jeweils mit einem Pfeil a gekennzeichnet. Der Ring ist idealerweise ein Kreisring und die Befestigungsöffnungen 38 sind gleichmässig auf dem Ring verteilt. Des weiteren umfasst die erfindungsgemässe Befestigungsvorrichtung 36 einen Schwingungsentkoppler 46, der zwischen dem Filterschalldämpfer 16 und dem Gehäuseteil 32 des Verdichters 18 angeordnet ist. Der Schwingungsentkoppler 46 ist aus einem Elastomer gefertigt, der eine geringe Steifigkeit in Achsrichtung und quer zur Achsrichtung des Turboladers 12 aufweist. Die Steifigkeit wird so ausgewählt, dass die Eigenfrequenzen des Filterschalldämpfers 16 bei etwa 40% zumindest der tiefsten der Eigenfrequenzen des Turboladers 12 liegt. Die Steifigkeit hängt unter anderem von der Geometrie der Bauteile und von deren Gewicht, sowie von der Ausgestaltung der Befestigungsvorrichtung 36 ab.Figures 2 to 4 each show a fastening device according to the invention 36. Each of these fastening devices 36 comprises in the housing part 32 of the compressor 18 arranged, first fastening openings 38 with thread and fastening elements 44 in the form of screws in the first mounting holes 38 are screwed in. The attachment opening 38 are preferably in one Level that is perpendicular to the turbocharger axis 10, on a ring around the Turbocharger axis 10 arranged. The direction in which the turbocharger axis (10) lies is marked with an arrow a. The ring is ideally a circular ring and the mounting holes 38 are evenly distributed on the ring. Of Furthermore, the fastening device 36 according to the invention comprises a vibration decoupler 46, between the filter silencer 16 and the housing part 32 of the compressor 18 is arranged. The vibration decoupler 46 is made of one Made of elastomer, which has a low stiffness in the axial direction and transverse to the axial direction of the turbocharger 12. The stiffness is selected so that the Natural frequencies of the filter silencer 16 at around 40% at least the lowest the natural frequencies of the turbocharger 12. The rigidity depends, among other things on the geometry of the components and their weight, as well as on the design the fastening device 36.

Die in Fig. 2 dargestellte Befestigungsvorrichtung 36 umfasst ausserdem noch zweite Befestigungsöffnungen 42, die in einem Flansch 40 des Filterschalldämpfers 16 deckungsgleich mit den ersten Befestigungsöffnungen 38 angeordnet sind. Der Innendurchmesser einer solchen zweiten Befestigungsöffnung 42 ist grösser als derjenige der ersten Befestigungsöffnung 38. Der Schwingungsentkoppler 46 weist zwei Entkopplungselemente 47 aus einem Elastomer auf, deren Grundform ein Hohlzylinder 48 ist, an dessen einem Ende einen radial nach aussen abstehender Elementflansch 50 vorgesehen ist. Der Aussendurchmesser der Hohlzylinder 48 ist etwa gleich dem Innendurchmesser der zweiten Befestigungsöffnung 42. Die Hohlzylinder 48 der Entkoppelungselemente 47 sind von entgegengesetzten Seiten in die zweite Befestigungsöffnung 42 eingesetzt, so dass ihre Elementflansche 50 über die Ränder der Befestigungsöffnung 42 seitlich hinausragen und einen Teil des Flansches 40 bedecken. Die Länge der Hohlzylinder 48 ist vorzugsweise so gewählt, dass sich deren flanschlose Stirnseiten berühren, wenn die Elementflansche 50 mit den Rändern der zweiten Befestigungsöffnung 42 in Anschlag stehen. Die Entkopplungselemente 47 sind vorzugsweise gleich ausgebildet, was die Herstellung vereinfacht. Sie können aber vor allem bezüglich der Ausgestaltung des Elementflansches 50 unterschiedlich ausgebildet sein, wenn dies die Form der zweiten Befestigungsöffnungen 42 und/oder des Flansches 40 dies erfordern. Die Hohlzylinder 48 bilden zusammen eine Öffnung 52 im Schwingungsentkoppler 46 zur Aufnahme des Befestigungselementes 44. Um eine definierte Vorspannung auf den Schwingungsentkoppler 46 aufbringen zu können, ist in der Öffnung 52 eine Distanzbüchse 54 aufgenommen deren Grundform wiederum ein Hohlzylinder ist, an dessen einem Ende ein radial nach aussen abstehender Büchsenflansch 58 vorgesehen ist. Der Hohlzylinder 56 der Distanzbüchse 54 ist das Befestigungselement 44 umgreifend in der Öffnung 52 angeordnet. Der Büchsenflansch 58 befindet sich im Anschlag mit dem schalldämpferseitigen Elementflansch 50.The fastening device 36 shown in FIG. 2 also includes second mounting holes 42 in a flange 40 of the filter silencer 16 are arranged congruently with the first fastening openings 38. The The inside diameter of such a second fastening opening 42 is larger than that of the first fastening opening 38. The vibration decoupler 46 has two decoupling elements 47 made of an elastomer, the basic shape of which Hollow cylinder 48 is at one end a radially projecting outward Element flange 50 is provided. The outside diameter of the hollow cylinder 48 is approximately equal to the inside diameter of the second fastening opening 42 Hollow cylinders 48 of the decoupling elements 47 are from opposite sides inserted in the second fastening opening 42 so that their element flanges 50 protrude laterally beyond the edges of the mounting opening 42 and part of the Cover flange 40. The length of the hollow cylinder 48 is preferably chosen so that their flangeless faces touch when the element flanges 50 stop with the edges of the second fastening opening 42. The Decoupling elements 47 are preferably of the same design as for the manufacture simplified. But you can especially with regard to the design of the element flange 50 be different if this is the shape of the second Fastening openings 42 and / or the flange 40 require this. The hollow cylinder 48 together form an opening 52 in the vibration decoupler 46 for receiving of the fastener 44. To a defined bias on the To be able to apply vibration decoupler 46 is a spacer sleeve in the opening 52 54 added whose basic shape is again a hollow cylinder one end of which has a radially outwardly projecting sleeve flange 58 is. The hollow cylinder 56 of the spacer sleeve 54 is the fastening element 44 arranged around the opening 52. The sleeve flange 58 is in the Stop with the element flange 50 on the silencer side.

Zur Befestigung des Filterschalldämpfers 16 am Gehäuseteil 32 des Verdichters 18 werden zunächst die Entkopplungselemente 47 in die zweiten Befestigungsöffnungen 42 des Flansches 40 des Filterschalldämpfer 16 eingesetzt. Die Distanzbüchse 54 wird in die durch die Entkopplungselemente 47 gebildete Öffnung 52 eingesetzt. Dann werden die zweiten Befestigungsöffnungen 42 und die ersten Befestigungsöffnungen 38 miteinander in Deckung gebracht und mittels der schraubenförmigen Befestigungselemente 44 miteinander verschraubt. Die Länge des Hohlzylinders 58 der Distanzbüchse 54 ist kürzer als die Tiefe der Öffnung 52; d.h.: Steht die in die Öffnung 52 eingesetzte Distanzbüchse 54 mit ihrem Büchsenflansch im Anschlag mit dem schalldämpferseitigen Elementflansch 50 des Entkopplungselementes 47, so bleibt zwischen der flanschlosen Stirnseite des Hohlzylinders 58 und dem Rand der ersten Befestigungsöffnung 38 ein Spalt. Durch das Anziehen der Schraube 44 wird die Distanzbüchse 54 mit dem Rand der ersten Befestigungsöffnung 38 zum Anschlag gebracht und die Entkopplungselemente 47 zusammengedrückt. Die Entkopplungselemente 47 stehen unter einer definierten Vorspannung, dadurch bleiben bei Belastung der durch die Befestigungsvorrichtung 36 hergestellten Verbindung zwischen Filterschalldämpfer 16 und Gehäuseteil 32 des Verdichters 18 die verschiedenen Bauteile immer in Kontakt mit dem Schwingungsentkoppler 46 und dieser wird vor ungleichen Belastungen geschützt.For fastening the filter silencer 16 to the housing part 32 of the compressor 18 are first the decoupling elements 47 in the second fastening openings 42 of the flange 40 of the filter silencer 16 is used. The distance rifle 54 is inserted into the opening 52 formed by the decoupling elements 47. Then the second mounting holes 42 and the first mounting holes 38 aligned with each other and by means of the helical Fasteners 44 screwed together. The length of the hollow cylinder 58 of the spacer sleeve 54 is shorter than the depth of the opening 52; i.e.: Is the spacer sleeve 54 inserted into the opening 52 with its sleeve flange in the stop with the silencer-side element flange 50 of the decoupling element 47, so remains between the flangeless end face of the hollow cylinder 58 and a gap at the edge of the first fastening opening 38. By tightening the Screw 44 becomes the spacer sleeve 54 with the edge of the first fastening opening 38 brought to a stop and the decoupling elements 47 compressed. The decoupling elements 47 are under a defined prestress, thereby remain when loaded by the fastening device 36 Connection between filter silencer 16 and housing part 32 of the compressor 18 the various components are always in contact with the vibration decoupler 46 and this is protected against unequal loads.

Bei zehn gleichmässig um die Turboladerachse 10 verteilten Befestigungsöffnung 38, 42 und einem Gewicht des Filterschalldämpfers 16 von etwa 380Kg und einer Steifigkeit in axialer und radialer Richtung aller Schwingungsentkoppler 46 zusammen von etwa 5000N/mm bis 15000N/mm erhält man eine Schwingungsentkopplung, bei der die Eigenfrequenzen des Filterschalldämpfers 16 etwa bei 40% der Eigenfrequenzen des Turboladers 12 liegt.With ten fastening openings evenly distributed around the turbocharger axis 10 38, 42 and a weight of the filter silencer 16 of approximately 380 kg and one Stiffness in the axial and radial directions of all vibration isolators 46 together from about 5000N / mm to 15000N / mm you get a vibration decoupling, in which the natural frequencies of the filter silencer 16 are approximately 40% of the natural frequencies of the turbocharger 12.

Die in Fig. 3 gezeigte Befestigungsvorrichtung 36 umfasst zusätzlich zu den oben genannten Elementen einen O-ringförmigen Schwingungsentkoppler 46, eine in einem Element 60 des Filterschalldämpfers 16 angeordnete, radial nach aussen offene Ringnut 62 zur Abstützung des Schwingungsentkopplers 46 sowie zwei Befestigungsringe 64, 66. Die zwei Befestigungsringe 64, 66 weisen mit den ersten Befestigungsöffnungen 38 im Gehäuseteil 32 des Verdichters 18 koaxial in Deckung bringbare Löcher 68 zur Aufnahme der Befestigungselemente 44 auf. Sie sind koaxial zueinander und in Achsrichtung hintereinander, anschliessend an das Gehäuseteil 32 des Verdichters 18 angeordnet. Via die schraubenförmigen Befestigungselemente 44 sind die Befestigungsringe 64, 66 am Gehäuseteil 32 des Verdichters 18 fixiert. Auf ihrer radial innenliegenden Seite weisen die Befestigungsringe 64, 66 Stützflächen 67 auf, welche den O-Ring 46 unter einem Winkel von etwa +30°bis +50° bzw. -30° bis -50° abstützen. Die Stützflächen 67 bilden zusammen ebenfalls wieder eine Art Ringnut, die radial gegen innen offen ist und beabstandet zur Ringnut 62 im Element 60 parallel zu dieser verläuft. Der Durchmesser auf der radial innenliegenden Seite der Befestigungsringe 64, 66 und der Durchmesser der Ringnut 62 im Element 60 des Filterschalldämpfers 16 sind so gewählt, dass der zwischen ihnen angeordnete O-ringförmige Schwingungsentkoppler 46 im befestigten Zustand unter Vorspannung steht.The fastening device 36 shown in Fig. 3 includes, in addition to those above mentioned elements an O-ring-shaped vibration decoupler 46, one in one Element 60 of the filter silencer 16 arranged, open radially outwards Ring groove 62 for supporting the vibration decoupler 46 and two fastening rings 64, 66. The two fastening rings 64, 66 face the first fastening openings 38 in the housing part 32 of the compressor 18 coaxially in register bringable holes 68 for receiving the fasteners 44. They are coaxial to each other and one behind the other in the axial direction, then to the housing part 32 of the compressor 18 arranged. Via the helical fasteners 44 are the fastening rings 64, 66 on the housing part 32 of the compressor 18 fixed. The fastening rings 64, 66 have on their radially inner side Support surfaces 67 on which the O-ring 46 at an angle of about + 30 ° to Support + 50 ° or -30 ° to -50 °. The support surfaces 67 together also form again a kind of ring groove, which is open radially towards the inside and spaced from the ring groove 62 runs parallel to element 60. The diameter on the radially inner Side of the mounting rings 64, 66 and the diameter of the ring groove 62 in element 60 of filter silencer 16 are selected so that the between them arranged O-ring-shaped vibration decouplers 46 in the attached state is under tension.

Bei einem wiederum etwa 380Kg schweren Filterschalldämpfer 16 und dieser Konstruktion wird eine Eigenfrequenz des Filterschalldämpfer 16 von etwa 40% des Turboladers 12 mit einer axialen Steifigkeit von 7000 N/mm bis14000 N/mm und einer radialen Steifigkeit von 15000 bis 40000 N/mm erreicht.With a filter silencer 16 weighing about 380 kg and this construction is a natural frequency of the filter silencer 16 of about 40% of Turbocharger 12 with an axial rigidity of 7000 N / mm to 14000 N / mm and one radial stiffness of 15,000 to 40,000 N / mm achieved.

In Fig. 4 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt, die analog zu der in Fig.3 gezeigten aufgebaut ist. Allerdings gehört in diesem Beispiel noch ein Sicherungselement 68 zur Befestigungsvorrichtung 36. Das Sicherungselement 68 ist axial anschliessend an den dem Filterschalldämpfer 16 benachbarten Befestigungsring 66 angeordnet und mit Hilfe des Befestigungsmittels 44 zusammen mit den Befestigungsringen 64, 66 am Gehäuseteil 32 befestigt. Es ragt radial sowohl nach innen wie auch nach aussen über die Befestigungsringe 64, 66 hinaus. bei einem Versagen des O-ringes hintergreift es das die Ringnut 62 tragenden Element 60 des Filterschalldämpfers 16 und verhindert so eine Auflösung der Verbindung zwischen Filterschalldämpfer 16 und Gehäuseteil 32 des Verdichters 18. Das Sicherungselement kann, wie die Befestigungsring 64, 66, ringförmig ausgestaltet sein oder aber, wie im gezeigten Beispiel, aus Ringsegmentstücken bestehen.4 shows a further embodiment, which is analogous to that shown in FIG is constructed. In this example, however, a securing element still belongs 68 to the fastening device 36. The securing element 68 is axially connected to the mounting ring 66 adjacent to the filter silencer 16 arranged and by means of the fastening means 44 together with the fastening rings 64, 66 attached to the housing part 32. It protrudes both radially inwards as well as outwards beyond the fastening rings 64, 66. in the event of a failure of the O-ring, it engages behind the element 60 of the filter silencer which carries the annular groove 62 16 and thus prevents the connection between Filter silencer 16 and housing part 32 of the compressor 18. The securing element can, like the fastening ring 64, 66, be designed in a ring shape, or as in the example shown, consist of ring segment pieces.

In einer weiteren nicht dargestellten Ausführungsform, die im Prinzip gleich aufgebaut ist wie die in Fig.3 bzw. in Fig. 4 dargestellte, ist der dem Gehäuseteil 32 des Verdichters 18 benachbarte Befestigungsring 64 einstückig mit dem Gehäuseteil 32 ausgebildet.In a further embodiment, not shown, which in principle has the same structure is like that shown in Figure 3 or in Fig. 4, the housing part 32 of the Compressor 18 adjacent mounting ring 64 in one piece with the housing part 32 educated.

Eine weitere Ausführungsform, die schematisch in Fig. 5 dargestellt ist, zeigt eine weitere Variante der aus Fig. 3 bekannten Ausführungsform. Anstelle von schraubenförmigen Befestigungselementen 44 umfasst die Befestigungsvorrichtung 36 Befestigungselemente 44 in Form von Spannelementen 72. Daher weist das Gehäuseteil 32 des Verdichters 18 statt ersten Befestigungsöffnungen 38 einen Befestigungsflansch 70 auf. Auch die Befestigungsringe 64, 66 weisen keine Befestigungsöffnung 38 auf. Die Fixierung der Befestigungsringe 64, 66 am Gehäuseteil 32 des Verdichters 18 erfolgt statt mit schraubenförmigen Befestigungselementen 44 mit den Spannklammern 72, die über den Umfang verteilt für eine feste Verbindung zwischen den Bauteilen sorgen.Another embodiment, which is shown schematically in FIG. 5, shows one another variant of the embodiment known from FIG. 3. Instead of helical Fastening elements 44 comprise the fastening device 36 Fastening elements 44 in the form of clamping elements 72. The housing part therefore has 32 of the compressor 18 instead of the first fastening openings 38 a fastening flange 70 on. The fastening rings 64, 66 also have no fastening opening 38 on. Fixing the fastening rings 64, 66 on the housing part 32 of the compressor 18 takes place instead of with helical fastening elements 44 with the clamps 72, which are distributed over the circumference for a firm connection between the components.

Bei dieser Konstruktion der Befestigungsvorrichtung 36 mit dem O-ringförmigen Schwingungsentkoppler 46 werden für die Montage zunächst der O-ringförmige Schwingungsentkoppler 46 und die Befestigungsringe 64, 66 - welche z.B. mittels Spannklammern oder mittels in sie eingebrachte Hilfslöcher und Hilfsschrauben miteinander verbunden werden können - am Filterschalldämpfer 16 vormontiert. Dann wird der Filterschalldämpfer 16 über die Befestigungsringe 64, 66 mittels der Befestigungselemente 44 mit dem Gehäuseteil 32 des Verdichters 18 und somit mit dem Turbolader 12 befestigt.In this construction, the fastening device 36 with the O-ring shaped Vibration decouplers 46 are initially the O-ring-shaped for assembly Vibration isolator 46 and mounting rings 64, 66 - which e.g. by means of Clamps or by means of auxiliary holes and auxiliary screws made in them can be connected - pre-assembled on the filter silencer 16. Then the filter silencer 16 via the fastening rings 64, 66 by means of the fastening elements 44 with the housing part 32 of the compressor 18 and thus with the Turbocharger 12 attached.

Bei einem wiederum etwa 380Kg schweren Filterschalldämpfer 16 und dieser Konstruktion wird eine Eigenfrequenz des Filterschalldämpfer 16 von etwa 40% des Turboladers 12 mit einer axialen Steifigkeit von 7000 N/mm bis14000 N/mm des Schwingungsentkopplers 46 und einer radialen Steifigkeit von 15000 bis 40000 N/mm des Schwingungsentkopplers 46 erreicht.With a filter silencer 16 weighing about 380 kg and this construction is a natural frequency of the filter silencer 16 of about 40% of Turbocharger 12 with an axial rigidity of 7000 N / mm to 14000 N / mm of Vibration decoupler 46 and a radial rigidity of 15,000 to 40,000 N / mm of the vibration decoupler 46 reached.

Verschiedene weitere Variationen und Kombinationen der genannten Befestigungsvorrichtung 36 sind denkbar. So können beispielsweise Spannklammern 72 und schraubenförmige Befestigungselemente 44 kombiniert eingesetzt sein. Die zweiten Befestigungsöffnungen 42 können statt in einem Flansch 40 des Filterschalldämpfers 16 in einem andern dem Verdichtereingang 14 benachbarten Element des Filterschalldämpfer 16 angeordnet sein. Statt der ersten Befestigungsöffnungen 38 im Gehäuseteil 32 des Verdichters 18 können die zweiten Befestigungsöffnungen 42 im Filterschalldämpfer 16 mit einem Gewinde versehen sein. Die ersten Befestigungsöffnungen 38 im Gehäuseteil 32 des Verdichters 18 können in einem Flansch des Gehäuseteils 32 angeordnet sein. Die schraubenförmigen Befestigungselemente 44 können dann von der Verdichterseite her statt von der Seite des Filterschalldämpfers 16 eingeschraubt sein. Various other variations and combinations of the fastening device mentioned 36 are conceivable. For example, clamps 72 and helical fasteners 44 may be used in combination. The second Fastening openings 42 can instead of in a flange 40 of the filter silencer 16 in another element of the filter silencer adjacent to the compressor inlet 14 16 may be arranged. Instead of the first mounting openings 38 in Housing part 32 of the compressor 18 can the second fastening openings 42 in Filter silencer 16 may be provided with a thread. The first mounting holes 38 in the housing part 32 of the compressor 18 can in a flange of the housing part 32 may be arranged. The helical fasteners 44 can then from the compressor side instead of the side of the filter silencer 16 screwed in.

LIST OF REFERENCE NUMBERS

10: Turboladerlängsachse
12: Turbolader
14: Verdichtereingang
16: Filterschalldämpfer
18: Verdichter
20: Turbine
22: Verdichterlaufrad
24: Turbinenlaufrad
26: Welle
27: Verdichtergehäuse
28: Turboladergehäuse
29: Turbinengehäuse
30: Lagergehäuse
31: Befestigungsfuss
32: Gehäuseteil
34: Konsole
36: Befestigungsvorrichtung
38: erste Befestigungsöffnung
40: Flansch
42: zweite Befestigungsöffnung
44: Befestigungselement
46: Schwingungsentkoppler
47: Entkopplungselement
48: Hohlzylinder
50: Elementflansch
52: Öffnung
54: Distanzbüchse
56: Hohlzylinder
58: Büchsenflansch
60: Element
62: Ringnut
64: Befestigungsring
66: Befestigungsring
67: Stützfläche
68: Sicherungselement
70: Befestigungsflansch
72: Spannklammer

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10: turbocharger longitudinal axis
12: turbocharger
14: compressor inlet
16: filter silencer
18: compressor
20: turbine
22: compressor impeller
24: turbine impeller
26: wave
27: compressor housing
28: turbocharger housing
29: turbine housing
30: bearing housing
31: mounting foot
32: housing part
34: console
36: fastening device
38: first mounting hole
40: flange
42: second mounting hole
44: fastener
46: vibration isolators
47: decoupling element
48: hollow cylinder
50: element flange
52: opening
54: spacer bushing
56: hollow cylinder
58: Büchsenflansch
60: element
62: ring groove
64: fixing ring
66: fixing ring
67: support surface
68: fuse element
70: mounting flange
72: clamp

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Claims

Fastening device for releasably fastening a filter muffler to a housing part of a compressor belonging to a turbocharger for internal combustion engines, the filter muffler being able to be fastened to the compressor inlet of the compressor with the aid of fastening elements, characterized in that the fastening device (36) comprises a vibration isolator (46) which is located between the filter muffler (16) and the housing part (32) of the compressor (18) is arranged so that when the filter muffler (16) is excited it vibrates at a different frequency than the turbocharger housing (28).

Fastening device according to claim 1, characterized in that a rubber-elastic element, preferably made of an elastomer, is provided as a vibration decoupler (46) and is wear-resistant and temperature and oil-resistant.

Fastening device according to claim 1 or 2, characterized in that the vibration decoupler (46) has a low rigidity both in the axial direction (10) and transverse to the axial direction (10) of the turbocharger (12).

Fastening device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the vibration decoupler (46) has such a rigidity that the frequency corresponds to at least the lowest natural frequency of the decoupled filter silencer (16) about 40% of the lowest natural frequency of the turbocharger (12).

Fastening device according to one of the preceding claims, characterized in that the vibration decoupler (46) is mechanically prestressed.

Fastening device according to one of the preceding claims, characterized in that in the filter silencer (16) and in the housing part (32) of the compressor (18) mutually corresponding fastening openings (38, 42) are provided for receiving a fastening element (44), with the fastening openings (42 ) of the filter silencer (16), one vibration isolator (46) each can be used, which in turn has an opening (52) for receiving the fastening element (44).

Fastening device according to claim 5 or 6, characterized in that the vibration decoupler (46) comprises two, preferably identical, decoupling elements (47), the basic shape of which is a hollow cylinder (56) with a preferably circular disk-shaped one at one end of the hollow cylinder (56) thereof protruding element flange (50), wherein the hollow cylinders (56) can be inserted from opposite directions into the second fastening opening (42) of the filter silencer (16) and together form the opening (52) for receiving the fastening element (44), and wherein the element flanges (50) protrude laterally beyond the edges of the fastening opening (42) so that they form a buffer between the filter silencer (16) and the head of the fastening element (44) or between the filter silencer (16) and the housing part (32) of the compressor (18).

Fastening device according to claims 5 and 6 or claims 5, 6 and 7, characterized in that the preload is defined on the vibration decoupler (46) by means of a spacer sleeve (54) which can be inserted into the opening (52) of the vibration decoupler (46). is applied.

Fastening device according to one of claims 1 to 5, characterized in that an annular groove (62) which is arranged in an element (60) of the filter muffler (16) adjacent to the compressor inlet (14) and is open radially outwards and two fastening rings (64, 66) are provided are, whose radially inner sides are radially spaced from the annular groove (62) parallel to this, and that the vibration decoupler (46) is designed in the form of an O-ring, on the one hand through the annular groove (62) of the filter silencer (16) and on the other is supported by the two fastening rings (64, 66), the two fastening rings (64, 66) being arranged coaxially one behind the other in the axial direction and connected to the housing part (32) of the compressor (18) by means of fastening elements (44).

Fastening device according to claims 5 and 9, characterized in that the pretension is applied to the vibration decoupler (46) via the fastening rings (64, 66) and the fastening rings (64, 66) the O-ring-shaped vibration decoupler (46) preferably at an angle Support from about + 30 ° to + 50 ° or -30 ° to -50 °.

Fastening device according to claim 9 or 10, characterized in that the fastening ring (64) adjacent to the housing part (32) of the compressor (18) is formed in one piece with the latter.

Fastening device according to one of claims 9 to 11, characterized in that a securing element (68) is provided which counteracts a breakdown of the connection between the filter silencer (16) and the housing part (32) of the compressor (18) if the vibration decoupler (46) fails.

Fastening device according to claim 12, characterized in that the securing element (68) is fastened to at least one of the fastening rings (64, 66) and / or the housing part (32) of the compressor (18) and in the event of failure of the vibration decoupler (46) from the side of the filter muffler (16) which engages behind the element (60) of the filter muffler (16) which carries the annular groove (62).

Turbocharger for charging internal combustion engines with a filter muffler (16) arranged at the compressor inlet (14), which is detachably connected to a housing part (32) of the compressor (18) of the turbocharger (12), characterized in that for fastening the filter muffler (16) A fastening device (36) according to one of the preceding claims is provided on the housing part (32) of the compressor (18).