EP2156020A2 - Abgasturbolader - Google Patents

Abgasturbolader

Info

Publication number
EP2156020A2
EP2156020A2 EP08717163A EP08717163A EP2156020A2 EP 2156020 A2 EP2156020 A2 EP 2156020A2 EP 08717163 A EP08717163 A EP 08717163A EP 08717163 A EP08717163 A EP 08717163A EP 2156020 A2 EP2156020 A2 EP 2156020A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
housing
turbine
compressor
turbocharger
bearing housing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP08717163A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ralf Böning
Hartmut Claus
Dirk Frankenstein
Jochen Held
Stefan Krauss
Stefan Nowack
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Continental Automotive GmbH
Original Assignee
Continental Automotive GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Continental Automotive GmbH filed Critical Continental Automotive GmbH
Publication of EP2156020A2 publication Critical patent/EP2156020A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/24—Casings; Casing parts, e.g. diaphragms, casing fastenings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/24—Casings; Casing parts, e.g. diaphragms, casing fastenings
    • F01D25/246—Fastening of diaphragms or stator-rings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/16—Arrangement of bearings; Supporting or mounting bearings in casings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/24—Casings; Casing parts, e.g. diaphragms, casing fastenings
    • F01D25/243—Flange connections; Bolting arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B39/00—Component parts, details, or accessories relating to, driven charging or scavenging pumps, not provided for in groups F02B33/00 - F02B37/00
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C6/00—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas- turbine plants for special use
    • F02C6/04—Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output
    • F02C6/10—Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output supplying working fluid to a user, e.g. a chemical process, which returns working fluid to a turbine of the plant
    • F02C6/12—Turbochargers, i.e. plants for augmenting mechanical power output of internal-combustion piston engines by increase of charge pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00—Function
    • F05B2260/30—Retaining components in desired mutual position
    • F05B2260/301—Retaining bolts or nuts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00—Application
    • F05D2220/40—Application in turbochargers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/60—Assembly methods
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/30—Retaining components in desired mutual position
    • F05D2260/37—Retaining components in desired mutual position by a press fit connection
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49316—Impeller making
    • Y10T29/4932—Turbomachine making
    • Y10T29/49323—Assembling fluid flow directing devices, e.g., stators, diaphragms, nozzles

Definitions

  • the invention relates to an exhaust gas turbocharger.
  • An exhaust gas turbocharger or turbocharger for short is a charging system for an internal combustion engine, by means of which the cylinders of the internal combustion engine are subjected to an increased charge pressure.
  • a turbocharger consists of an exhaust gas turbine in the exhaust gas flow (Abstrompfad), which is connected via a common shaft with a compressor in the intake (Anstrompfad).
  • the turbine is set in rotation by the exhaust gas flow of the engine and thus drives the compressor.
  • the compressor increases the pressure in the intake tract of the engine, so that by this compression during the intake stroke, a larger amount of air into the cylinders of the internal combustion engine succeeded than in a conventional naturally aspirated engine. This provides more oxygen for combustion.
  • ATLs consist inter alia of a turbine housing and a compressor housing, which are both attached to a bearing housing.
  • the bearing housing has for this purpose a turbine-side flange and a compressor-side flange, wherein the turbine housing is connected by means of fastening means, preferably by screws, with the turbine-side flange. While the temperature of the Turbinengehauses can be heated by the hot exhaust gas flow depending on the speed to different high temperatures, the Lagergehause, especially by the air cooling from the compressor side, largely in the normal temperature range.
  • the screws must be made of an expensive special material to withstand the high loads.
  • the recesses for the screws for fastening the turbine housing to the bearing housing are also located in hard-to-reach places, since the bearing housing has a smaller diameter between the compressor wheel and the turbine wheel for structural reasons.
  • the fasteners must be manually screwed around the turbine housing to the bearing housing to be flanged.
  • a turbocharger for or in a motor vehicle with a compressor housing, a turbine housing and a bearing housing, with at least one compressor-side flange to provide, in which the turbine housing is frictionally connected to the bearing housing by means of a arranged on the compressor side flange fastener.
  • a bearing housing is placed on a turbine housing in a first manufacturing step, then in a further manufacturing step an inventive fastening means for fastening the turbine housing is inserted and mechanically screwed, and in a further production step a compressor housing is put on.
  • the idea underlying the present invention is to secure the turbine housing with a fastener that exerts the tension from the compressor-side flange of the bearing housing.
  • a further advantage in the use of the fastening means according to the invention is that a method for a mechanical assembly of turbochargers is provided, in which the screw head is freely accessible for the first time.
  • the production of the turbine housing can be carried out much easier and cheaper.
  • the compressor-side flange of the bearing housing has a shape for receiving the
  • the fastening means is designed as a tie rod acting screw.
  • the length of the thread of the screw is not longer than the thickness of the Turbinengehauses, and it is also advantageous that the screw in the region of the thread has a larger diameter than the shaft diameter. As a result, in the area of the high temperature load, a larger material cross-section is available to absorb the tensile force. According to another embodiment, it is advantageous if the thread of the screw is designed as a self-sealing thread. 200 626301
  • the fastening means in particular screw, has a head with internal engagement, for example a hexagon socket.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an inventive fastening of a turbine housing
  • FIG. 2a is a schematic elevation of an exhaust gas turbocharger with a mounting of a turbine housing according to the prior art
  • 2b is a schematic detailed representation of the attachment of a turbine housing ..
  • FIG. 2 a shows an elevation of an exhaust gas turbocharger 102 according to the prior art with a turbine 118 and a compressor 116.
  • a turbine housing 106 of the exhaust gas turbine 118 a turbine wheel 108 is rotatably mounted and connected to one end of a shaft 110.
  • a compressor wheel 104 is also rotatably mounted and connected to the other end of the shaft 110.
  • a turbine inlet 112 hot exhaust gas is admitted into the turbine 118 by an internal combustion engine, not shown here, causing the turbine wheel 118 to rotate.
  • the exhaust stream leaves the turbine 118 through a turbine outlet 114.
  • the turbine 118 drives the compressor 116 via the shaft 110 which couples the turbine wheel 108 to the compressor wheel 104.
  • the turbine housing 106 is fastened by means of a screw 107 to the turbine-side flange 123 of the bearing housing 124. 200 626301
  • the compressor housing 100 is fastened to the compressor-side flange 122 of the bearing housing 124.
  • FIG. 2b shows a schematic detailed representation of an exhaust gas turbocharger according to the prior art.
  • the turbine housing 106 is fastened by means of a short screw 107 to the turbine-side flange 123 of the bearing housing 124. Since, for design reasons, the diameter of the bearing housing 124 between the compressor-side flange 122 and the turbine-side flange 123 is substantially smaller and the bearing housing has a recess 125 for receiving the screw head, it must be manually inserted and screwed time-consuming screwing the turbine housing.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a mounting of a turbine housing 106 according to the invention to a bearing housing 124.
  • the turbine housing 106 which is form-fittingly attached to the turbine-side flange 123 of the bearing housing 124, encloses a turbine wheel 108 arranged on a shaft 120
  • Turbine housing 106 and bearing housing 124 is generated by means of a long screw 130 which is inserted through a recess of the compressor-side flange 122.
  • the long screw 130 designed as a tie rod, has a pretensioning in order to reliably secure the turbine housing 106 to the bearing housing 124 even at high exhaust gas temperatures.
  • the screw 130 has a threaded portion 132, which is preferably completely screwed into the turbine housing 106.
  • An advantage of the attachment according to the invention is that, by screwing the turbine housing to the compressor-side flange, the screws have a long length and the temperature difference can be split to a much greater length.
  • the mean temperature of the tie bolted connection is lower than in the case of a short screw according to the prior art. This makes it possible to use a less expensive material for the material of the screws.
  • Another advantage is that the influence of a different thermal expansion coefficient of the material of

Abstract

Es wird ein Turbolader für ein Kraftfahrzeug mit einem Verdichtergehäuse, einem Turbinengehäuse und einem Lagergehäuse, mit wenigstens einem verdichterseitigen Flansch bereitgestellt, bei dem das Turbinengehäuse mit dem Lagergehäuse mittels eines an dem verdichterseitigen Flansch angeordneten Befestigungsmittels kraftschlüssig verbunden ist. Damit ist es möglich der Zusammenbau eines Turboladers vollständig automatisch durchzuführen.

Description

200 626301
Beschreibung
Die Erfindung betrifft einen Abgasturbolader.
Bei herkömmlichen, nicht aufgeladenen Brennkraftmaschinen wird beim Ansaugen von Luft ein Unterdruck im Ansaugtrakt erzeugt, der mit wachsender Drehzahl des Motors ansteigt und die theoretisch erreichbare Leistung des Motors begrenzt. Eine Möglichkeit, dem entgegenzuwirken und damit eine Leis- tungssteigerung zu erzielen, ist die Verwendung eines Abgasturboladers (ATL) . Ein Abgasturbolader oder kurz Turbolader ist ein Aufladesystem für eine Brennkraftmaschine, mittels dem die Zylinder der Brennkraftmaschine mit einem erhöhten Ladedruck beaufschlagt werden.
Der detaillierte Aufbau und die Funktionsweise ist allgemein bekannt und beispielsweise beschrieben in der Druckschrift: "Aufladung von PKW DI Ottomotoren mit Abgasturboladern mit variabler Turbinengeometrie", Sep. 2006, Hans-Peter Schmalzl und wird daher nachfolgend nur kurz erläutert. Ein Turbolader besteht aus einer Abgasturbine im Abgasstrom (Abstrompfad) , die über eine gemeinsame Welle mit einem Verdichter im Ansaugtrakt (Anstrompfad) verbunden ist. Die Turbine wird vom Abgasstrom des Motors in Rotation versetzt und treibt so den Verdichter an. Der Verdichter erhöht den Druck im Ansaugtrakt des Motors, sodass durch diese Verdichtung wahrend des Ansaugtaktes eine größere Menge Luft in die Zylinder der Brennkraftmaschine gelang als bei einem herkömmlichen Saugmotor. Damit steht mehr Sauerstoff zur Verbrennung zur Verfugung. Durch den ansteigenden Mitteldruck des Motors wird das Drehmoment und die Leistungsabgabe merklich erhöht. Das Zufuhren einer größeren Menge an Frischluft verbunden mit dem einlass- seitigen Verdichtungsprozess nennt man Aufladen. Da die Energie für die Aufladung von der Turbine den schnell stromenden, sehr heißen Abgasen entnommen wird, erhöht sich der Gesamtwirkungsgrad der Brennkraftmaschine.
An die ATLs werden hohe Anforderungen gestellt. Dies ist vor 200 626301
allem bedingt durch die hohen Abgastemperaturen von bis über 1000°C und den je nach Drehzahlbereich völlig unterschiedlichen Gasmengen und die hohen maximalen Drehzahlen bis zu 400.000 Umdrehungen je Minute. Herkömmliche ATLs setzten sich unter anderem aus einem Turbinengehause und einem Verdichtergehause zusammen, die beide an ein Lagergehause befestigt werden. Das Lagergehause weist hierzu ein turbinenseitigen Flansch und einen verdichterseitigen Flansch auf, wobei das Turbinengehause mittels Befestigungsmittel, vorzugsweise durch Schrauben, mit dem turbinenseitigen Flansch verbunden ist. Wahrend die Temperatur des Turbinengehauses durch den heißen Abgasstrom je nach Drehzahl auch auf unterschiedliche hohe Temperaturen aufgeheizt werden kann, verbleibt das Lagergehause, insbesondere auch durch die Luftkühlung von der Verdichterseite, weitgehend im normalen Temperaturbereich.
Damit stellt sich insbesondere entlang den Schrauben von dem Turbinengehause zu dem Lagergehause ein zeitlich stark schwankender und teilweise auch sehr hoher Temperaturgradient ein. Damit die Schrauben die notwendige hohe Zugspannung auf das Turbinengehause ausüben können, müssen diese eine genugende Vorspannung aufweisen, um das Turbinengehause kraft- schlussig und formschlussig über den gesamten Betriebstemperaturbereich mit dem Lagergehause zu verbinden. Untersuchungen der Anmelderin haben gezeigt, dass die Schrauben insbe- sondere bei sehr hohen Abgastemperaturen im höheren Drehzahlbereich aufgrund der thermischen Dehnung der Schrauben die Vorspannung negativ werden kann. Es besteht die Gefahr, dass der Schraubenkopf vom turbinenseitigen Flansch des Lagergehauses abhebt und keine zuverlässige Verbindung zwischen Tur- binengehause und Lagergehause gewahrleistet ist. Insbesondere besteht, da das Turbinengehause im Allgemeinen durchgehende Bohrung aufweist, die Gefahr von Undichtigkeiten. Des weiteren müssen die Schrauben aus einem teuren Sonderwerkstoff hergestellt werden, um den hohen Belastungen standzuhalten. Auch liegen die Ausnehmungen für die Schrauben für die Befestigung des Turbinengehauses am Lagergehause an schwer zuganglichen Stellen, da das Lagergehause aus konstruktiven Gründen zwischen Verdichterrad und Turbinenrad einen kleineren Durch- 200 626301
messer aufweist. Somit müssen die Befestigungsmittel um das Turbinengehause an das Lagergehause anzuflanschen manuell eingedreht werden.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die vorgenannten Nachteile zu verringern.
Erfindungsgemaß wird diese Aufgabe durch einen Turbolader mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 gelost.
Demgemäß ist vorgesehen:
-Ein Turbolader für ein oder in einem Kraftfahrzeug mit einem Verdichtergehause, einem Turbinengehause und einem Lagergehause, mit wenigstens einem verdichterseitigen Flansch, bereitzustellen, bei dem das Turbinengehause mit dem Lagergehause mittels eines an dem verdichterseitigen Flansch angeordneten Befestigungsmittels kraftschlussig verbunden ist.
- Ein Verfahren zum Zusammenbau eines Turboladers bereitzustellen, bei dem in einem ersten Fertigungsschritt ein Lagergehause auf ein Turbinengehause gesetzt wird, anschließend in einem weiteren Fertigungsschritt ein erfindungsgema- ßes Befestigungsmittel zum Befestigen des Turbinengehauses eingesetzt und maschinell verschraubt wird, und in einem weiteren Fertigungsschritt ein Verdichtergehause aufgesetzt wird .
Die der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Idee besteht darin, das Turbinengehause mit einem Befestigungsmittel zu befestigen, das die Zugspannung von dem verdichterseitigen Flansch des Lagergehauses ausübt. Ein Vorteil ist, dass durch die nunmehr wesentlich größere Lange des erfindungsgemaßen Befestigungsmittels der Temperaturgradient geringer, d.h. die mittlere Temperatur des Befestigungsmittels kleiner ist und in Folge die temperaturbedingte Langenanderung des Befestigungsmittels bezogen auf die Lange der Schraube wesentlich 200 626301
geringer ist. Untersuchungen der Anmelderin haben gezeigt, dass mit dem erfindungsgemaßen Befestigungsmittel selbst bei hohen Abgastemperaturen eine erhebliche Vorspannkraft von dem Befestigungsmittel auf das Turbinengehause ausgeübt wird. Weiterhin wird es möglich durch die mittlere niedrigere Temperatur einen kostengünstigeren Werkstoff für das Befestigungsmittel zu verwenden.
Ein weiterer Vorteil in der Verwendung des erfindungsgemaßen Befestigungsmittels liegt darin, dass ein Verfahren für eine maschinelle Montage von Turboladern bereitgestellt wird, in dem der Schraubenkopf erstmalig frei zuganglich ist. Die Fertigung des Turbinengehauses lasst sich wesentlich einfacher und kostengünstiger durchfuhren.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteranspruchen sowie aus der Beschreibung in Zusammenschau mit den Zeichnungen.
Gemäß einer Ausfuhrungsform weist der verdichterseitige Flansch des Lagergehauses eine Ausformung zur Aufnahme des
Befestigungsmittels auf. Damit ist es möglich, dass der Kopf des Befestigungsmittels weitestgehend im verdichterseitigen Flansch des Lagergehauses versenkt wird. Vorteilhafterweise ist das Befestigungsmittel als Zuganker wirkende Schraube ausgeführt ist.
Nach einer anderen Ausfuhrungsform ist die Lange des Gewindes der Schraube nicht langer als die Dicke des Turbinengehauses, wobei es auch vorteilhaft ist, dass die Schraube im Bereich des Gewindes einen größeren Durchmesser als der Schaftdurchmesser aufweist. Dadurch steht im Bereich der hohen Temperaturbelastung eine größeren Materialquerschnitt zur Aufnahme der Zugkraft zur Verfugung. Gemäß einer weiteren Ausfuhrungsform ist es vorteilhaft, wenn das Gewinde der Schraube als selbstdichtendes Gewinde ausgeführt ist. 200 626301
Ferner ist es vorteilhaft, wenn das Befestigungsmittel, insbesondere Schraube, einen Kopf mit innenliegendem Eingriff beispielsweise einem Innensechskant aufweist.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der in den Figuren der Zeichnungen angegebenen Ausfuhrungsbeispiele naher erläutert. Es zeigen dabei:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgema- ßen Befestigung eines Turbinengehauses;
Fig. 2a eine schematischen Aufriss eines Abgasturboladers mit einer Befestigung eines Turbinengehauses gemäß dem Stand der Technik;
Fig. 2b eine schematische detaillierte Darstellung der Befestigung eines Turbinegehauses ..
In den Figuren sind gleiche und funktionsgleiche Elemente, Merkmale und Großen - sofern nichts Abweichendes angegeben ist - mit denselben Bezugszeichen versehen.
Fig. 2a zeigt einen Aufriss eines Abgasturboladers 102 gemäß dem Stand der Technik mit einer Turbine 118 und einem Ver- dichter 116. Innerhalb eines Turbinengehauses 106 der Abgas- turbine 118 ist ein Turbinenrad 108 drehbar gelagert und mit einem Ende einer Welle 110 verbunden. Innerhalb des Verdichtergehauses 100 des Verdichters 116 ist eine Verdichterrad 104 ebenfalls drehbar gelagert und mit dem anderen Ende der Welle 110 verbunden. Über einen Turbineneinlass 112 wird heißes Abgas von einem hier nicht dargestellten Verbrennungsmotor in die Turbine 118 eingelassen, wodurch das Turbinerad 118 in Drehung versetzt wird. Der Abgasstrom verlasst die Turbine 118 durch einen Turbinenauslass 114. Über die Welle 110, die das Turbinerad 108 an das Verdichterrad 104 koppelt, treibt die Turbine 118 den Verdichter 116 an. Abstromseitig ist das Turbinengehause 106 ist mittels einer Schraube 107 an den turbinenseitigen Flansch 123 des Lagergehauses 124 befes- 200 626301
tigt. Anstromseitig ist das Verdichtergehause 100 an den ver- dichterseitigen Flansch 122 des Lagergehauses 124 befestigt.
Fig. 2b zeigt eine schematische detaillierte Darstellung ei- nes Abgasturboladers gemäß dem Stand der Technik. Demnach ist das Turbinengehause 106 mittels einer kurzen Schraube 107 an den turbinenseitigen Flansch 123 des Lagergehauses 124 befestigt. Da aus konstruktiven Gründen der Durchmesser des Lagergehauses 124 zwischen dem verdichterseitigen Flansch 122 und dem turbinenseitigen Flansch 123 wesentlich kleiner ist und das Lagergehause eine Ausnehmung 125 zur Aufnahme des Schraubenkopfes aufweist, muss sie Verschraubung des Turbinengehauses zeitintensiv manuell eingeführt und verschraubt werden.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungs- gemaßen Befestigung eines Turbinengehauses 106 an ein Lagergehause 124. Das Turbinengehause 106, das formschlussig an den turbinenseitigen Flansch 123 des Lagergehauses 124 angebracht ist, umschließt ein auf einer Welle 120 angeordnetes Turbinenrad 108. Der Kraftschluss zwischen Turbinengehause 106 und Lagergehause 124 wird mittels einer langen Schraube 130 erzeugt, die durch eine Ausnehmung des verdichterseitigen Flanschs 122 gesteckt wird. Die als Zuganker ausgebildete lange Schraube 130, weist eine Vorspannung auf, um das Turbi- nengehause 106 auch bei hohen Abgastemperaturen zuverlässig an das Lagergehause 124 zu befestigen. Die Schraube 130 weist einen Gewindebereich 132 auf, der vorzugsweise vollständig in das Turbinengehause 106 eingedreht ist. Untersuchungen der Anmelderin gezeigt, dass es ferner vorteilhaft ist, wenn der verdichterseitige Flansch 122 eine Ausnehmung zur Aufnahme des Schraubenkopfs 133 der Schraube 130 aufweist. Eine störende Verwirbelung von dem zu verdichteten Luftgemisch auf der Verdichterseite wird dadurch verringert. Es ist auch denkbar andere Befestigungsarten als Schraubverbindungen zu verwenden, wie beispielsweise Stehbolzen oder Steckverbindungen mittels Nieten, oder Sicherungsringen. 200 626301
Ein Vorteil der erfindungsgemaßen Befestigung ist, dass durch die Verschraubung des Turbinengehauses an den verdichtersei- tigen Flansch die Schrauben eine große Lange aufweisen und die Temperaturdifferenz auf eine wesentlich größere Lange aufgeteilt werden kann. Die mittlere Temperatur der Zuganker- verschraubung ist geringer als bei einer kurzen Schraube gemäß dem Stand der Technik. Damit lasst sich ein kostengünstigerer Werkstoff für das Material der Schrauben verwenden. Ein weiterer Vorteil ist, dass der Einfluss eines unterschiedli- chen thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Materials des
Turbinengehauses und des Materials der Schrauben, welches die Ursache für eine starke Verringerung bis hinzu vollständigem Abbau der Vorspannkraft bei kurzen Schraublangen ist, sich durch die größeren Dehnlangen stark verringert. Die Zuverlas- sigkeit der Verschraubung wird erhöht. Ein anderer Vorteil ist, dass die bei der Fertigung des Turboladers die Schrauben nicht mehr zwischen den dem verdichterseitigen und turbinen- seitigen Flanschen manuell eingeführt und verschraubt werden. Neben einer wesentlich rationelleren und damit kostengunsti- gen Fertigung von den Turboladern wird durch die maschinelle Verschraubung die Zuverlässigkeit weiter erhöht, da die Vorspannkraft an Fertigungsautomaten voreingestellt werden kann. Untersuchungen der Anmelderin haben gezeigt, dass durch die erfindungsgemaße Ausfuhrung eine vollständig automatisierte Fertigung von Turboladern in Großserie möglich wird. Insbesondere lasst sich das gewuchtete Lagergehause das Rotor und Lagerung aufweist in das am Montageplatz vorzugsweise senkrecht eingespannte Turbinengehause, mit der Verdichterseite nach oben, einsetzen. Danach werden beide durch die ebenfalls von oben zugefuhrten Befestigungsmittel, vorzugsweise als
Zuganker ausgebildete Schrauben, miteinander verschraubt. Danach erfolgt das Aufsetzen und Befestigen des Verdichtergehauses .

Claims

200626301Patentansprüche
1. Turbolader für ein oder in einem Kraftfahrzeug mit einem Verdichtergehause (116), einem Turbinengehause (106) und ei- nem Lagergehause (124) mit wenigstens einem verdichterseiti- gen Flansch (122) , dadurch gekennzeichnet , das s das Turbinengehause (106) mit dem Lagergehause (124) mittels einem an dem verdichterseitigen Flansch (122) angeordneten Befestigungsmittel (130) kraftschlussig verbunden ist.
2. Turbolader nach Anspruch 1, da du r ch ge ke n n z e i chn e t , da s s der verdichterseitige Flansch (122) des Lagergehauses (124) eine Ausformung zur Aufnahme des Befestigungsmittels (130) aufweist .
3. Turbolader nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, da du r ch ge ke n n z e i chn e t , da s s das Befestigungsmittel (130) als Zuganker wirkende Schraube ausgeführt ist.
4. Turbolader nach Anspruch 3, da du r ch ge ke n n z e i chn e t , da s s die Langes des Gewindes (132) der Schraube nicht langer als die Dicke des Turbinengehauses (106) ist.
5. Turbolader nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, da du r ch ge ke n n z e i chn e t , da s s der Schaft (131) der Schraube einen geringeren Durchmesser als das Gewinde (132) aufweist.
6. Turbolader nach Anspruch 5, da du r ch ge ke n n z e i chn e t , da s s das Gewinde (132) der Schraube als selbstdichtendes Gewinde (132) ausgeführt ist. 200626301
7. Turbolader nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a du r c h g e ke n n z e i c h n e t , da s s das Befestigungsmittel (130) einen Kopf mit innenliegendem Eingriff aufweist.
8. Verfahren zum Zusammenbau eines Turboladers, dadurch gekennzeichnet , das s in einem ersten Fertigungsschritt ein Lagergehause (124) auf ein Turbinengehause 106) gesetzt wird, in einem weiteren Fertigungsschritt ein Befestigungsmittel (130), nach einem der Ansprüche 1 bis 7, zum Befestigen des
Turbinengehauses (106) eingesetzt und maschinell verschraubt wird, und in einem weiteren Fertigungsschritt ein Verdichtergehause (100) aufgesetzt wird.
EP08717163A 2007-04-16 2008-02-27 Abgasturbolader Withdrawn EP2156020A2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007017824A DE102007017824A1 (de) 2007-04-16 2007-04-16 Abgasturbolader
PCT/EP2008/052356 WO2008125382A2 (de) 2007-04-16 2008-02-27 Die erfindung betrifft einen abgasturbolader.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP2156020A2 true EP2156020A2 (de) 2010-02-24

Family

ID=39767770

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP08717163A Withdrawn EP2156020A2 (de) 2007-04-16 2008-02-27 Abgasturbolader

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20100054934A1 (de)
EP (1) EP2156020A2 (de)
JP (1) JP2010523899A (de)
KR (1) KR20100016480A (de)
CN (1) CN101668927A (de)
DE (1) DE102007017824A1 (de)
WO (1) WO2008125382A2 (de)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ATE548541T1 (de) * 2009-12-16 2012-03-15 Borgwarner Inc Abgasturbolader
KR102077747B1 (ko) * 2010-08-03 2020-02-14 보르그워너 인코퍼레이티드 배기가스 터보차저
DE112011102808T5 (de) * 2010-08-24 2013-07-18 Borgwarner Inc. Lagergehäuse eines Abgasturboladers
CN103189613B (zh) * 2010-12-08 2015-11-25 博格华纳公司 排气涡轮增压器
US9816433B2 (en) * 2011-05-10 2017-11-14 Borgwarner Inc. Exhaust-gas turbocharger
WO2012170188A2 (en) * 2011-06-06 2012-12-13 Borgwarner Inc. Exhaust-gas turbocharger
KR101979808B1 (ko) * 2011-12-09 2019-08-28 보르그워너 인코퍼레이티드 배기가스 터보차저의 베어링 하우징
US9822693B2 (en) * 2012-01-16 2017-11-21 Borgwarner Inc. Exhaust-gas turbocharger
US9540950B2 (en) 2012-11-06 2017-01-10 GM Global Technology Operations LLC Oil deflector
DE102014204849A1 (de) * 2014-03-17 2015-09-17 Continental Automotive Gmbh Verfahren zur Herstellung einer mechanischen Vorrichtung mit einem Übertragungselement sowie Übertragungselement zur Übertragung einer Stellgröße
US9657596B2 (en) * 2014-09-26 2017-05-23 Electro-Motive Diesel, Inc. Turbine housing assembly for a turbocharger
KR20170037214A (ko) 2015-09-25 2017-04-04 현대위아 주식회사 자동차용 과급기
CN108643979B (zh) * 2018-04-10 2020-11-06 中国北方发动机研究所(天津) 一种超临界二氧化碳闭式循环涡轮压缩机
DE102018212260A1 (de) * 2018-07-24 2020-01-30 Continental Automotive Gmbh Abgasturbolader mit optimiertem akustischen Verhalten
US11060416B2 (en) 2019-01-31 2021-07-13 Transportation Ip Holdings, Llc Systems for a turbocharger
US11136997B2 (en) * 2019-07-23 2021-10-05 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for a compressor housing
GB201910815D0 (en) 2019-07-29 2019-09-11 Cummins Ltd Bearing housing and method of manufacture

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2484644A (en) * 1945-04-13 1949-10-11 Illinois Tool Works Self-locking and sealing screw
US3156281A (en) * 1960-11-04 1964-11-10 Robertshaw Controls Co Fastener assembly with resilient locking retainer
US3384141A (en) * 1966-07-08 1968-05-21 Connecticut Internat Corp Composite screw
US4171936A (en) * 1978-03-13 1979-10-23 General Motors Corporation Engine turbocharger with integral wastegate
US4240678A (en) * 1979-02-22 1980-12-23 Wallace Murray Corporation Non-rotating fluid damped combination thrust and journal bearing
US4423893A (en) * 1981-02-18 1984-01-03 Holmes Horace D Self-sealing tapered thread form
US4704075A (en) * 1986-01-24 1987-11-03 Johnston Andrew E Turbocharger water-cooled bearing housing
USRE34276E (en) * 1986-12-19 1993-06-08 Allied-Signal Inc. Turbocharger bearing and lubrication system
US4969805A (en) * 1989-05-02 1990-11-13 Allied-Signal Inc. Unidirectional turbocharger assembly
US5026260A (en) * 1989-09-08 1991-06-25 Allied-Signal Inc. Turbocharger with turbine backplate and center housing oil shield
JP2643574B2 (ja) * 1990-10-03 1997-08-20 トヨタ自動車株式会社 テンションボルトの製造方法
GB2294729B (en) * 1994-11-04 1999-02-24 Gec Alsthom Diesels Ltd A turbocharger assembly
DE19640647A1 (de) * 1996-10-02 1998-04-09 Asea Brown Boveri Verdichterradanordnung für Turbolader
EP1426563A1 (de) * 2002-12-03 2004-06-09 BorgWarner Inc. Turbolader mit keramischer oder metallischer Hitzeisolierung zwischen Turbinen- und Lagergehäuse
WO2008055717A1 (de) * 2006-11-10 2008-05-15 Abb Turbo Systems Ag Gehäuseverbindung eines abgasturboladers
DE102007034493B3 (de) * 2007-07-24 2009-02-19 Continental Automotive Gmbh Turbolader mit einem Turboladergehäuse welches eine Verschraubung mittels Zuganker aufweist

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2008125382A3 *

Also Published As

Publication number Publication date
KR20100016480A (ko) 2010-02-12
WO2008125382A3 (de) 2009-10-01
US20100054934A1 (en) 2010-03-04
CN101668927A (zh) 2010-03-10
DE102007017824A1 (de) 2008-10-23
WO2008125382A2 (de) 2008-10-23
JP2010523899A (ja) 2010-07-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2156020A2 (de) Abgasturbolader
EP1394380B1 (de) Aufladesystem für eine Brennkraftmaschine
EP2216517B1 (de) Berstschutzvorrichtung für Radialverdichter
DE102016002701A1 (de) Turboladerturbinenanordnung
DE60222324T2 (de) Befestigung von metallischen Aufsätzen auf CMC-Turbomaschinenbrennkammerwänden
DE10321572A1 (de) Ladeluftverdichter für eine Brennkraftmaschine, Brennkraftmaschine und Verfahren hierzu
EP1460237A1 (de) Abgasturbinengehäuse
DE102016002722A1 (de) Turboladerturbinendüse und Sicherheitsstruktur
WO2008125384A1 (de) Abgasturbolader
EP0735253A2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Registeraufladung einer Brennkraftmaschine
EP2499340B1 (de) Abgasturbolader, kraftfahrzeug und verfahren zur montage eines abgasturboladers
WO2008125555A1 (de) Turboladeranordnung
DE102007028742A1 (de) Luftversorger, insbesondere für ein Luftversorgungssystem von Brennstoffzellen
EP2058484A1 (de) Aufgeladene Brennkraftmaschine
DE102014208703A1 (de) Abgasturboaufgeladene Brennkraftmaschine mit mindestens zwei Turbinen und Verfahren zum Betreiben einer derartigen Brennkraftmaschine
EP1400670B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Abgasturboladers
DE2154726A1 (de) Radial beaufschlagter abgasturbolader
DE102008060251B4 (de) Abgasturbolader mit variabler Turbinengeometrie
EP2058485B1 (de) Aufgeladene Brennkraftmaschine und Verfahren zum Betreiben einer derartigen Brennkraftmaschine
DE102015006288A1 (de) Turbine für einen Abgasturbolader, insbesondere einer Verbrennungskraftmaschine, sowie Antriebseinrichtung für einen Kraftwagen
DE102019109056A1 (de) Verbrennungsmotor mit turbolader
CH698588B1 (de) Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine.
DE102010047612A1 (de) Laufrad als Verdichter- oder Turbinenrad
DE102008029342A1 (de) Turbinengehäuse für einen Abgasturbolader und Abgasturbolader
EP1878893A1 (de) Abgasturboladeranordnung

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MT NL NO PL PT RO SE SI SK TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: AL BA MK RS

17P Request for examination filed

Effective date: 20100401

RBV Designated contracting states (corrected)

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MT NL NO PL PT RO SE SI SK TR

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
17Q First examination report despatched

Effective date: 20111213

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20120424