JP5113770B2 - ターボチャージャー - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前段に記載のターボチャージャーに関する。このようなターボチャージャーは、国際公開第２００４／０４８７５５Ａ号パンフレットにより公知である。

その他のターボチャージャーは、欧州特許出願公開第１３９８４６３Ａ１号明細書により公知である。このターボチャージャーの場合、熱シールドは、タービン側においてその軸の回りに設けられており、この熱シールドは、タービンを通って流れる内燃機関の排気ガスに起因する過剰な温度の結果として生じる損傷から、軸受ハウジングを保護する働きをする。周知の熱シールドは、単一層の部品を含むが、この単一層の部品の熱絶縁特性には、改善の必要がある。

欧州特許第０１６０４６０Ｂ１号明細書に、別の装置が示されており、ここではこの場合皿ばねが利用されており、この皿ばねは、軸線方向に固定すべき羽根軸受リングに、軸線方向プリテンション力を及ぼす。タービン羽根車の距離のためにこの点において熱絶縁の機能は必要ない。

それ故に本発明の目的は、一方において皿ばねによってタービン羽根車の近くにおける可変タービンジオメトリのカートリッジの軸線方向の固定を確実にし、かつ他方において軸受ハウジングの方向における改善された熱絶縁を可能にする、請求項１の前段に開示されるようなタイプのターボチャージャーを提供することにある。

この目的の達成は、請求項１の特徴によって行なわれる。

本発明によれば、皿ばねは、絶縁体とともに構成されている。この絶縁体は、一方において皿ばねの低い部品温度、かつそれ故にいっそう大きな押圧力をもたらし、かつ他方において隣接する部品（軸受ハウジング）に発生する熱をより低くする。熱保護層、絶縁体および皿ばね層からなる組み合わせは、材料結合または形状結合の方式において行うことができ、または個別の部品を、ターボチャージャーを組み立てる間に分離して設置することができる。絶縁体は、軸受ハウジングに対して熱いカートリッジ部品をシールドするように構成することができる。

本発明によるターボチャージャーの皿ばねは、少なくとも２つの、しかし必要な場合にはそれより多くの材料層から形成されており、かつプリテンション力を提供する機能、および熱抵抗を増加させることによるシールド機能のさらなる改善の両方を含んでいる。その結果、とくに排気ガス温度の増加した場合にさえ、機能を保証することができる。

加えて軸受ハウジングの液体冷却は、場合によっては有利に省略することができる。

従属請求項は、主題として本発明の有利な発展形態を有する。

請求項１１において、本発明によるターボチャージャーのための皿ばねが、独立して取り扱うことができる目的として定義されている。

本発明のさらなる詳細、利点および特徴は、図面を引用した次の説明から結果としてもたらされる。

図１において、この図は、本発明による原理の説明のために十分なので、本発明によるターボチャージャー１の一部が示されている。当然ながらターボチャージャー１は、通常設けられるあらゆる構成要素を有するが、これらの構成要素は、上記のように、表示を簡素化するために図１においては省略される。

それ故に図１には、タービンのタービンケーシング２が示され、このタービンケーシングは、軸受ハウジング３に隣接して配置されている。この軸受ハウジング３は、タービンケーシング２と図示されていない圧縮機羽根車の圧縮機ケーシング（図示せず）との間に配置されている。軸受ハウジング３は、軸のための軸受を有し、図１は、本発明によるターボチャージャー１の上側部分だけを再現しているので、この軸は、図１においては符号Ｗによって記号的に示されている。

軸Ｗは、タービンおよび圧縮機羽根車を支持しており、かつ適当な軸受装置を介して軸受ハウジング３内に取り付けられている。

複数の層によって形成された本発明による皿ばね４は、軸受ハウジング３と、軸線方向ストッパ１４を備えたＶＴＧディスク１２および羽根軸受リング１５によって形成されかつタービンケーシング２内に軸線方向に可動に配置されたカートリッジＫとの間に、クランプされている。この例の場合、ここには２つの材料層５および６が設けられており、これらの層は、図２を引用して後にさらに詳細に説明する。

図１は、タービンケーシング２と軸受ハウジング３との間における皿ばね４の配置を示しており、その際、材料層５は、半径方向内側の位置決め領域１０、および半径方向外側の位置決め領域１１’を有し、この半径方向外側の位置決め領域は、材料層６の位置決め領域１１に対して平行に整列されている。絶縁体１７は、材料層５と６またはそれらの位置決め領域１１と１１’の間において、クランプ領域１８によってクランプされている。絶縁体１７の半径方向外側のエッジは、約９０°の角度に曲げられて、その結果、支持領域１９を形成しており、この支持領域は、半径方向にカートリッジＫに絶縁体１７を支持している。したがってカートリッジＫから発生する熱は、軸受ハウジング３に対して効果的に絶縁される。

図２に、本発明による皿ばね４が全体として示されている。この実施形態の場合における２つの材料層５および６は、絶縁体１７のクランプ領域１８を含めてサンドイッチ状に互いに重ねて載せられた別個の部品である。図２は、材料層５が、中央切り欠き９を有し、この中央切り欠きが材料層６の中央切り欠き８に対して同軸的に配置されており、かついっそう大きな直径を有することを示している。熱絶縁特性をさらに改善するエアギャップ７は、材料層５と６との間に設けられている。加えて図２は、材料層５が、中央切り欠き９に隣接した主部分２０を有することを示しており、この主部分は、位置決め領域１１’に対して鈍角をなして配置されている。材料層６も、中央切り欠き８に隣接した主部分２１を有し、この主部分は、角度を付けた中間領域２２を介して軸受領域に一体となって接続されている。

前記説明に加えてかつ開示を補足するために、図１および２における本発明の図示は明確に引用される。

本発明による皿ばねを有する本発明によるターボチャージャーの一部を示す。 本発明による皿ばねの実施形態の断面図である。

符号の説明

１ ターボチャージャー／排気ガスターボチャージャー
２ タービンケーシング
３ 軸受ハウジング
４ 皿ばね
５ 材料層（プリテンション力のための皿ばね層（皿ばね））
６ 材料層（層５のための熱保護層（熱シールド））
７ エアギャップ
８ 中央切り欠き
９ 中央切り欠き
１０ 位置決め領域
１１ 位置決め領域
１１’位置決め領域
１２ ＶＴＧディスク
１４ 軸線方向ストッパ
１５ 羽根軸受リング
１６ タービンケーシング２におけるカートリッジＫのセンタリング
１７ 絶縁体
１８ クランプ領域
１９ 支持領域
２０ １１’に対して角度を付けた５の主部分
２１ 角度をつけた中間領域２２を介して１１に接続された６の主部分
２２ 中間領域
Ｗ 軸
Ｋ 可変タービンジオメトリ（ＶＴＧ）のカートリッジ

Claims (8)

1. −タービン羽根車のタービンケーシング（２）を備え；
   −可変タービンジオメトリのためのカートリッジ（Ｋ）を備え、このカートリッジが、タービンケーシング（２）内に配置されており；
   −軸受ハウジング（３）を備え、この軸受ハウジングが、タービンケーシング（２）と圧縮機羽根車の圧縮機ケーシングとの間に配置されており、かつこの軸受ハウジング内に、タービン羽根車および圧縮機羽根車を支持する軸（Ｗ）のために軸受装置が配置されており；かつ
   −皿ばね（４）を備え、この皿ばねが、カートリッジ（Ｋ）と軸受ハウジング（３）との間に配置されており、かつこの皿ばねが、２つの材料層（５、６）から形成されており、これらのうち一方の材料層（６）が、皿ばね層（５）を形成する他方の材料層（５）のために熱保護層として機能する、
   ターボチャージャー（１）であって、
   −熱絶縁材料からなる絶縁体（１７）が、２つの材料層（５、６）の間に配置されており、
   絶縁体（１７）が、クランプ領域（１８）を有し、このクランプ領域が、２つの材料層（５、６）の半径方向外側に配置された位置決め領域（１１、１１’）の間に配置されており、
   絶縁体（１７）が、追加的に支持領域（１９）を有し、この支持領域が、クランプ領域（１８）に対して約９０°の角度で配置されていることを特徴とする、ターボチャージャー（１）。
2. 絶縁体（１７）が、カップ状に形成されていることを特徴とする、請求項１に記載のターボチャージャー。
3. 位置決め領域（１１、１１’）が、互いに平行に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載のターボチャージャー。
4. エアギャップ（７）が、材料層（５、６）の間に配置されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のターボチャージャー。
5. 材料層（５）が、タービンケーシング（２）にカートリッジ（Ｋ）を軸線方向に固定することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のターボチャージャー。
6. 材料層（５、６）および絶縁体（１７）が、一体に相互接続されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のターボチャージャー。
7. 材料層（５、６）および絶縁体（１７）が、別個の部品であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のターボチャージャー。
8. 材料層（５、６）および絶縁体（１７）が、同じ材料か、または異なった材料からなることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のターボチャージャー。

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