JP6212546B2 - 排気ガスターボチャージャ - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前提部に記載の排気ガスターボチャージャ、及び排気ガスターボチャージャを組み立てるための方法に関する。

図４は、従来技術による排気ガスターボチャージャ１００を示している。排気ガスターボチャージャ１００全体の断面図が左側に示されている。右側の図は細部を示している。既知の排気ガスターボチャージャ１００のハウジングは、シャフト１０３が取り付けられる軸受ハウジング１０２から構成される。一方の側面で、軸受ハウジング１０２は、コンプレッサハウジング１０８によって閉じられる。軸受ハウジング１０２の他方の側面に、タービンハウジング１０７が位置する。細部の図は、軸受ハウジング１０２とタービンハウジング１０７との間の接続を示している。タービンハウジング１０７は、通常、ねじ接続部１２６によって軸受ハウジング１０２に固定接続される。シールリング１１４は、２つのハウジング構成要素の間に位置する。シールリングはＶ字形状である。Ｖ字形状は、シャフト１０３に対して直角の方向に開口する。既知のターボチャージャ１００では、軸方向にシールするように成形されたシールリング（例えばシールリング１１４）又は代わりに半ビードシールが、タービンハウジング１０７と軸受ハウジング１０３との間に接続点をシールために使用される。両方の変形例は軸方向に構成されるので、同様にシールを圧縮するために、ねじ接続部１２６のねじ力が必要である。シールの作用は、ねじ接続部１２６の数、サイズ及び締付けトルクに著しく左右されるシールの線形圧力に基づく。パッケージ要件及び組立中のねじ回し用の工具アクセスの提供のため、組立可能性とシール作用との間の妥協が通常達成される。

したがって、本発明の目的は、ターボチャージャのハウジング構成要素が可能な限り有効に互いにシールされ、排気ガスターボチャージャの製造及び組立が廉価であるべきである、請求項１の前提部に記載の排気ガスターボチャージャを規定することである。同様に、本発明の目的は、排気ガスターボチャージャを組み立てるための対応する方法を規定することである。

この目的は、各々の場合に、独立請求項の特徴によって達成される。従属請求項は、本発明の好ましい改良形態に関する。

本発明によれば、シールリングはもはや軸方向に圧縮されない。事実、本発明に従って、シールリングが、シール作用を付与するために、シャフトに対して直角の方向に、すなわち半径方向に圧縮されることが意図される。本発明によれば、前記装置は、軸受ハウジングとハウジング構成要素との間のシールリング用に使用される。ハウジング構成要素は、タービンハウジング又はコンプレッサハウジングであり得る。軸方向のねじ接続が確立される前に、シール作用をシールリングに生成するための対応する変形がすでに発生されているように、シールリングが形成されかつ配置されることが重要である。

本発明による半径方向の配置、又はシールリングの半径方向の圧縮の結果、軸受ハウジングをハウジング構成要素に接続するためのねじ接続部のねじ力に対して影響がもはや及ぼされない。したがって、軸受ハウジングをハウジング構成要素に緊締するためにねじ力全体を使用することができる。シールリングは、シール作用を付与するために、シールリングに対して十分に高い線形圧力を発生するために従来技術に必要であったねじ力をもはや必要としないので、組立工程中により容易なアクセス可能性を保証するために、ねじが不均一に分布されるように、いくつかのねじを省略し及び／又は配置することが可能である。したがって、このようにして組立時間も短縮される。本発明によるシールリングは、軸受ハウジング及びハウジング構成要素が共に装着される前に押圧され、内側において又は外側においてセンタリングされるので、組立及び処理能力が最適化されるように、捕捉取付けが自動的に保証される。

本発明によるシールリングを使用する結果、シール作用と組立可能性との間にもはや妥協はなく、任意の必要性について、個々に最適に設計することができる。

シールリングは、軸受ハウジングとタービンハウジングとの間に配置し、このように、排気ガスの漏出を防止することが適切である。しかし、シールリングを軸受ハウジングとコンプレッサハウジングとの間に使用するようにもされる。

本発明による方法では、軸受ハウジングとハウジング構成要素とを共に押圧することによって、シールリングが半径方向に変形されることが重要である。その後にのみ、ハウジングのねじ接続が確立される。

本発明のさらなる詳細、利点及び特徴は、図面を参照して例示的な実施形態の以下の説明から明らかになる。

第１の例示的な実施形態による本発明による排気ガスターボチャージャの断面図である。 第１の例示的な実施形態による本発明による排気ガスターボチャージャの詳細図である。 第２の例示的な実施形態による本発明による排気ガスターボチャージャの詳細図である。 従来技術による排気ガスターボチャージャの図面である。

排気ガスターボチャージャ１の第１の例示的な実施形態について、図１及び図２に基づき以下に説明する。図３は、第２の例示的な実施形態による排気ガスターボチャージャの細部を示している。

図１が示すように、排気ガスターボチャージャ１のハウジングは、３つの主要構成要素から組み立てられる。軸受ハウジング２は中央に位置する。シャフト３は、前記軸受ハウジング２に回転可能に取り付けられる。タービンハウジング７及びコンプレッサハウジング８は、軸受ハウジング２にフランジ取付けされる。シャフト３の一方の側面にタービンホイール４が着座する。コンプレッサホイール５は他方の側面に着座する。排気ガス用の流入ダクト９はタービンハウジング７に形成される。圧縮空気用の放出ダクト１０はコンプレッサハウジング８に形成される。

流入ダクト９を介して流入する排気ガスは、タービンホイール４を駆動する。シャフト３を介して接続されて、コンプレッサホイール５も、タービンホイール４と共に回転する。コンプレッサホイール５は空気を吸い込み、放出ダクト１０を介して圧縮空気を放出する。

タービンハウジング７及びコンプレッサハウジング８は、一般に「ハウジング構成要素」と称される。以下に、特に、ハウジング構成要素と軸受ハウジング２との間のシールを参照する。この場合、例示的な実施形態は、タービンハウジング７と軸受ハウジング２との間のシールを示しているが、この理由は、この位置において特にシールが有利に使用されるからである。

図１の参照符号１１は、図２及び図３に示した細部を示している。

図２は、軸受ハウジング２とタービンハウジング７との間のフランジを示している。精密な組立のために、軸受ハウジング２内に、同様にタービンハウジング７内の両方に延びるセンタリングピン１２が設けられる。タービンハウジング７と軸受ハウジング２との間のねじ接続部（図示せず）は、前記センタリングピン１２に対して平行に延びる。

各々の場合に、１つのグローブ（ｇｒｏｖｅ）が軸受ハウジング２にかつタービンハウジング７に形成される。前記２つのグローブ（ｇｒｏｖｅｓ）は、組立状態でキャビティ１３を形成するように配置される。前記キャビティ１３は、シャフト３の全周の周りに形成される。キャビティ１３には、Ｖ字形状に成形されたシールリングとして形成されたシールリング１４が着座する。

説明を単純化するために、図２は、シャフト３全体でなく、むしろシャフト３の長手方向軸線１５のみを示している。シールリング１４のＶ字形は、シャフト３に対して又はシャフト３の長手方向軸線１５に対して平行の方向に開口する。

シールリング１４は、第１の環状面１６と第２の環状面１９との間で締め付けられるか又は圧縮される。２つの環状面１６、１９はシャフト３に対して平行である。第１の環状面１６は軸受ハウジング２に形成される。第２の環状面１９はタービンハウジング７に形成される。シールリング１４は、２つの環状面１６、１９の間で変形され、したがって、例えばシャフト３の長手方向にねじ接続部によって発生される緊締作用とは無関係に、シールリングのシール作用を付与する。したがって、このことは、シールリング１４の半径方向の構成とも称され得る。

軸受ハウジング２のシールリング１４を受容するための溝は、第１の環状面１６によって形成される。第１の環状面１６は、一方の側で、小さな肩部として形成される第１の壁部１７によって境界付けられる。他方の側で、第１の環状面１６は、第２の壁部１８によって境界付けられる。この構造の結果、シールリング１４は、軸受ハウジング２及びタービンハウジング７が共に接合される前に、軸受ハウジング２の上に押圧するか又は予め取り付けることができる。シールリング１４は、第１の壁部１７によって脱落が防止される。

斜面２０が第２の環状面１９に形成される。前記斜面２０は、軸受ハウジング２及びタービンハウジング７が共に押圧されるときに、シールリング１４に対する損傷を防止する。

キャビティ高さ２１が図２に示されている。キャビティ高さ２１は、シャフト３に対して直角である。キャビティ幅２２及びシールリング幅２３も示されている。キャビティ幅２２及びシールリング幅２３は、シャフト３に対して平行である。キャビティ幅２２はシールリング幅２３よりも大きい。したがって、シャフト３の軸方向の圧縮の結果としてのシールリング１４の変形はない。非取付け状態では、すなわち、軸受ハウジング２及びタービンハウジング７が共に押圧され前には、シールリング１４の高さは、図示したキャビティ高さ２１よりも大きい。シールリング１４は、キャビティ高さ２１に圧縮され、したがって、軸受ハウジング２とタービンハウジング７とを共に押圧する結果のみにより、シールリングのシール作用を付与する。

図３は、第２の例示的な実施形態を詳細に示している。同一又は機能的に同一の部分は、例示的な実施形態のすべてにおいて同一の参照番号によって示されている。第１の例示的な実施形態と対照的に、軸受ハウジング２の溝は、第１の環状面１６の反対側に位置する壁部２４を有する。シャフト３に対して平行に測定した反対側の壁部２４の幅２５は、キャビティ幅２２全体よりも相当小さい。第２の例示的な実施形態による前記構造は、キャビティ１３のサイズを増大させ、したがって、比較的大きなシールリング１４の挿入を可能とする。

第１又は第２の例示的な実施形態による排気ガスターボチャージャ１を組み立てるための本発明による方法では、軸受ハウジング２及びタービンハウジング７が共に押圧されるときに、シールリング１４が圧縮されることが重要である。この場合、シールリング１４に対して及ぼされる力は、シャフト３に対して直角の方向にある。シールリング１４が完全に変形された後にのみ、例えば図４の参照符号１２６に示されているような従来のねじ接続部が確立される。しかし、本発明によれば、前記ねじ接続部は、シールリング１４に対してまったく影響を与えず、またシールリング１４のシール作用を変えない。

本発明の上述の説明に加えて、本発明の追加の開示のために図１〜３の本発明の概略図が本明細書により明示的に参照される。

１ 排気ガスターボチャージャ
２ 軸受ハウジング
３ シャフト
４ タービンホイール
５ コンプレッサホイール
７ タービンハウジング
８ コンプレッサハウジング
９ 流入ダクト
１０ 放出ダクト
１１ 細部
１２ センタリングピン
１３ キャビティ
１４ シールリング
１５ シャフト軸線
１６ 第１の環状面
１７ 第１の壁部
１８ 第２の壁部
１９ 第２の環状面
２０ 斜面
２１ キャビティ高さ
２２ キャビティ幅
２３ シールリング幅
２４ 反対側壁部
２５ 反対壁部の壁部幅

Claims (5)

1. 軸受ハウジング（２）と、
   前記軸受ハウジング（２）に取り付けられたシャフト（３）と、
   前記シャフト（３）に配置されたコンプレッサホイール（５）及び前記シャフト（３）に配置されたタービンホイール（４）と、
   前記コンプレッサホイール（５）又は前記タービンホイール（４）を取り囲むハウジング構成要素（７）と、
   前記軸受ハウジング（２）と前記ハウジング構成要素（７）との間のシールリング（１４）と、
   を備える排気ガスターボチャージャ（１）において、
   前記シールリング（１４）が、前記シールリングのシール作用を付与するために、前記シャフト（３）に対して直角の方向に圧縮され、
   前記シャフト（３）に対して直角のキャビティ高さ（２１）を有しかつ前記シャフト（３）に対して平行のキャビティ幅（２２）を有する、前記軸受ハウジング（２）と前記ハウジング構成要素（７）とによって形成される前記シールリング（１４）を受容するためのキャビティ（１３）を有し、前記シールリング（１４）が、前記シャフト（３）に対して直角のシールリング高さと、前記シャフト（３）に対して平行のシールリング幅（２３）を有し、前記排気ガスターボチャージャ（１）完全な組立状態で、前記キャビティ幅（２２）が前記シールリング幅（２３）よりも大きく、
   前記キャビティ高さ（２１）が、前記取り付けられていないシールリング（１４）の前記シールリング高さよりも低く、
   前記シールリング（１４）が前記シャフト（３）の全周の周りに配置され、
   前記シールリング（１４）がＶ字形状又はＵ字形状の断面であり、前記Ｖ字形又はＵ字形が前記シャフト（３）に対して平行の方向に開口し、
   前記軸受ハウジング（２）と前記ハウジング構成要素（７）との間にねじ接続部を配設した、
   排気ガスターボチャージャ（１）。
2. 前記シールリング（１４）が、前記軸受ハウジング（２）第１の環状面（１６）と前記ハウジング構成要素（７）の第２の環状面（１９）との間で圧縮され、前記第１及び第２の環状面（１６、１９）が前記シャフト（３）に対して平行に配置される請求項１記載の排気ガスターボチャージャ。
3. 前記第１の環状面（１６）又は前記第２の環状面（１９）が、両側で、各々の場合に１つの突出壁部（１７、１８）によって境界付けられ、前記シールリング（１４）が前記２つの突出壁部（１７、１８）の間に予め取り付けられることができる請求項２に記載の排気ガスターボチャージャ。
4. 前記ハウジング構成要素（７）が、排気ガス用の一体化された流入ダクト（９）を有するタービンハウジングの形態である請求項１〜３のいずれか一項に記載の排気ガスターボチャージャ。
5. 排気ガスターボチャージャ（１）を組み立てるための方法であって、
   軸受ハウジング（２）を用意するステップであって、前記軸受ハウジング（２）が、コンプレッサホイール（５）にタービンホイール（４）を接続するシャフト（３）を取り付けるために設計されるステップと、
   前記コンプレッサホイール（５）又は前記タービンホイール（４）を取り囲むハウジング構成要素（７）を用意するステップと、
   前記シャフト（３）に対して直角のキャビティ高さ（２１）を有しかつ前記シャフト（３）に対して平行のキャビティ幅（２２）を有する、前記軸受ハウジング（２）と前記ハウジング構成要素（７）とによって形成される前記シールリング（１４）を受容するためのキャビティ（１３）を形成するステップと、
   シールリング（１４）を、前記シャフト（３）に対して直角の方向に開口する前記軸受ハウジング（２）又は前記ハウジング構成要素（７）の溝内に挿入するステップと、
   前記軸受ハウジング（２）と前記ハウジング構成要素（７）とを前記シャフト（３）に対して平行の方向に共に押圧し、同時に前記シールリング（１４）を圧縮するステップと、
   前記シールリング（１４）が完全に圧縮された後に前記軸受ハウジング（２）と前記ハウジング構成要素（７）とを共にねじ留めするステップと、
   を含み、
   前記シールリング（１４）が、前記シャフト（３）に対して直角のシールリング高さと、前記シャフト（３）に対して平行のシールリング幅（２３）を有するように形成し、
   前記排気ガスターボチャージャ（１）の完全な組立状態で、前記キャビティ幅（２２）が前記シールリング幅（２３）よりも大きく、
   前記キャビティ高さ（２１）が、前記取り付けられていないシールリング（１４）の前記シールリング高さよりも低く、
   前記シールリング（１４）を前記シャフト（３）の全周の周りに配置し、
   前記シールリング（１４）がＶ字形状又はＵ字形状の断面であり、前記Ｖ字形又はＵ字形が前記シャフト（３）に対して平行の方向に開口し、
   前記軸受ハウジング（２）と前記ハウジング構成要素（７）との間にねじ接続部を配設する、
   方法。
   

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