KR101983767B1

KR101983767B1 - 배기가스 터보차저

Info

Publication number: KR101983767B1
Application number: KR1020147027687A
Authority: KR
Inventors: 마이클 로웬버그
Original assignee: 보르그워너 인코퍼레이티드
Priority date: 2012-03-15
Filing date: 2013-03-07
Publication date: 2019-05-29
Also published as: WO2013138143A1; IN2014DN06182A; CN104145100B; DE112013000971T5; DE112013000971B4; JP6149099B2; CN104145100A; KR20140133591A; JP2015510090A; US9726020B2; US20150030455A1

Abstract

본 발명은, 외경(A₂)을 갖는 샤프트(2); 샤프트(2)에 체결된 터빈 휠(5); 및 샤프트(2)를 터빈 휠(5)에 체결하는 연결 장치(8)를 포함하되, 샤프트(2)는 단부측(3) 영역에 샤프트(2)의 외경(A₂)보다 더 큰 외경(A₄)을 가지는 샤프트 숄더(4)를 구비하고, 터빈 휠(5)은 휠 후방측(6)에 일체로 형성된 수나사부(7)를 구비하고, 연결 장치(8)는 터빈 휠(5)에 대해 샤프트(2)를 브레이싱하기 위해 수나사부(7)에 나사 결합되고 그 과정에서 샤프트 숄더(4)의 뒤에 맞물리는 슬리브 너트(8A)를 구비하는, 배기가스 터보차저(1)에 관한 것이다.

Description

배기가스 터보차저{EXHAUST-GAS TURBOCHARGER}

본 발명은 청구범위 제1항의 전제부에 따른 배기가스 터보차저에 관한 것이다.

상기 유형의 배기가스 터보차저가 US 7,287,960 B2에 공지되어 있다. 상기 공지된 배기가스 터보차저의 로터는 휠 후방측에 연결 페그(connecting peg)를 갖는 터빈 휠에 의해 형성된다. 연결 페그는 배기가스 터보차저의 샤프트의 샤프트 숄더의 공동 내에 삽입되어 납땜된다.

본 발명의 목적은, 간단하고 확실한 방식으로 샤프트에 연결될 수 있는 터빈 휠을 가진, 청구범위 제1항의 전제부에 명시된 유형의 배기가스 터보차저를 제공하는 데에 있다.

상기 목적은 청구범위 제1항의 특징들에 의해 달성된다.

본 발명에 따르면, 샤프트와 터빈 휠의 연결을 위해 나사 연결부가 제공된다. 나사 연결부는 먼저 터빈 휠의 휠 후방측에 배치된 수나사를 포함한다. 이를 위해, 휠 후방측에, 수나사가 형성된 나사산 페그가 구비될 수 있다. 연결 장치는 또한, 샤프트와 터빈 휠의 조립을 위해 샤프트 상에서 가압되어 터빈 휠의 수나사 상에 나사 결합되는 슬리브 너트를 포함한다. 나사 결합 과정 중, 슬리브 너트는 샤프트의 샤프트 숄더에 인접하여 터빈 휠에 대해 샤프트를 브레이싱(bracing)한다.

종속 청구항은 본 발명의 유리한 개선예들에 관한 것이다.

바람직하게 슬리브 너트는 나사 결합됨에 따라 샤프트 및/또는 터빈 휠 상에서 센터링될 수 있다.

또한, 샤프트 및 터빈 휠은 추가적인 센터링 장치를 통해 서로에 대해 정렬될 수 있다.

터빈 휠과 샤프트 사이의 힘의 전달을 위해, 언급된 브레이싱 작용 외에, 예를 들어 터빈 휠의 나사산 페그의 측방향 표면 및/또는 샤프트의 센터링 돌출부의 측방향 표면의 영역에서 샤프트와 터빈 휠 사이에 포지티브 로킹 연결을 제공하는 것 또한 가능하며, 이러한 센터링 돌출부는 터빈 휠의 센터링 리세스 내로 삽입될 수 있다.

대안적으로, 브레이싱된 구성요소들(터빈 휠 및 샤프트)을 고정하기 위해, 슬리브 너트와 터빈 휠 사이 또는 슬리브 너트와 샤프트 사이에 포지티브 로킹/점착(cohesive) 연결을 생성할 수 있다.

여기서, 나사 결합 과정 후에, 적어도 하나, 바람직하게는 두 개의 보어가 슬리브 너트 및 샤프트를 관통하여 드릴링될 수 있다. 후속으로 상기 보어 내에 핀이 삽입되어 고정될 수 있다.

추가의 포지티브 로킹 연결에 대한 추가 가능성은, 구성요소들이 함께 나사 결합된 후에 적어도 하나, 바람직하게는 두 개의 보어가 슬리브 너트를 관통하여 터빈 휠 내에 형성된다는 점에 있다. 상기 보어 내로 또한 핀이 삽입되어 고정될 수 있다.

추가적인 점착 연결의 예는, 슬리브 너트에 반경방향 및/또는 축방향 보어를 제공하는 것이다. 상기 보어는 구성요소들의 브레이싱 후에 샤프트에 용접될 수 있다.

청구범위 제8항 및 제9항은, 독립적으로 취급될 수 있는 대상으로서 본 발명에 따른 배기가스 터보차저의 로터를 정의한다.

본 발명의 추가적인 상세사항, 이점 및 특징들은 도면을 참조하여 이하의 예시적인 실시예의 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 배기가스 터보차저를 개략적으로 매우 단순하게 나타낸 도면을 보여준다.
도 2는 도 1에 따른 배기가스 터보차저의 터빈 휠과 샤프트 사이의 연결 영역을 개략적으로 약간 단순하게 나타낸 도면을 보여준다.

도 1은 본 발명에 따른 배기가스 터보차저(1)를 개략적으로 매우 단순화하여 보여준다. 배기가스 터보차저(1)는 베어링 하우징(12)에 장착된 샤프트(2)를 구비한다. 샤프트(2)의 일 단부에는 터빈(4)의 터빈 휠(5)이 장착된다. 샤프트(2)의 반대측 단부에는 압축기(11)의 압축기 휠(10)이 고정된다.

도 2는 샤프트(2)와 터빈 휠(5) 간의 연결 영역을 확대하여 도시한다. 여기서, 도 2는 샤프트(2)의 단부측(3)에 인접하여 샤프트(2)의 외경(A₂)보다 큰 외경(A₄)을 가진 샤프트 숄더(4)가 구비된 것을 보여준다.

샤프트 숄더(4)로부터 센터링 돌출부(13)가 단부측(3)으로 연장되며, 이러한 센터링 돌출부의 외경(A₁₃)은 외경(A₄)보다 더 작다. 도 2에 도시된 조립 상태에서, 상기 센터링 돌출부(13)는, 터빈 휠(5)의 휠 후방측(6)에 일체로 형성된 나사산 페그(15)에 배치된 센터링 리세스(14) 내에 맞물린다.

도 2는 또한, 도 2에 도시된 특히 바람직한 실시예에서 암나사(8B)와 고정 영역(8C)을 구비한 슬리브 너트(8A) 및 터빈 휠(5)의 나사산 페그(15) 상의 수나사부(7)로 형성된 연결 장치(8)를 보여준다.

도 2에 도시된 조립 상태는, 슬리브 너트(8A)가 수나사부(7)에 나사 결합됨으로써 고정 영역(8C)이 샤프트 숄더(4) 뒤에 맞물리고 그로 인해 샤프트(2) 및 터빈 휠(5)을 서로에 대해 브레이싱하는 것을 보여준다. 즉, 연결 장치(8)의 고정 영역(8C) 부분은 제3 센터링 장치로서 기능한다.

센터링 숄더(13) 및 센터링 리세스(14) 형태의 전술된 센터링 장치 외에도, 도 2의 개략적인 도시로 자세히 알 수 있는 바와 같이, 대안적으로 또는 추가적으로 슬리브 너트(8) 및 터빈 휠(5) 또는 나사산 페그(15) 상의 결합면들을 포함하는 추가의 제2 센터링 장치(16)가 제공될 수 있다.

도 2를 참조하여 전술한 바와 같은 샤프트(2) 및 터빈 휠(5)의 브레이싱 외에, 서두에 설명한 포지티브 로킹 및/또는 점착 연결 장치(도 2에 도시하지는 않음)가 또한 힘의 전달을 위해 제공될 수 있다(필수적인 것은 아님).

본 발명의 상기 기재된 개시내용 외에도, 이를 보충하기 위해 도 1 및 도 2를 명백히 참조한다.

1 배기가스 터보차저
2 샤프트
3 단부측
4 샤프트 숄더
5 터빈 휠
6 휠 후방측
7 수나사부
8 연결 장치
8A 슬리브 너트
8B 암나사
8C 고정 영역
9 베어링 하우징
10 압축기 휠
11 압축기
12 로터
13 센터링 돌출부
14 센터링 리세스
15 나사산 페그
16 센터링 장치
L 배기가스 터보차저 또는 로터의 종방향 중심선
A₂ 샤프트(2)의 외경
A₄ 샤프트 숄더(4)의 외경
A₁₃ 센터링 돌출부(13)의 외경

Claims

외경(A₂)을 갖는 샤프트(2);
샤프트(2)에 체결된 터빈 휠(5); 및
샤프트(2)를 터빈 휠(5)에 체결하는 연결 장치(8)를 포함하되,
샤프트(2)는 단부측(3) 영역에 샤프트(2)의 외경(A₂)보다 더 큰 외경(A₄)을 가지는 샤프트 숄더(4)를 구비하고,
터빈 휠(5)은 휠 후방측(6)에 일체로 형성된 수나사부(7)를 구비하고,
연결 장치(8)는 터빈 휠(5)에 대해 샤프트(2)를 브레이싱하기 위해 수나사부(7)에 나사 결합되고 그 과정에서 샤프트 숄더(4)의 뒤에 맞물리는 슬리브 너트(8A)를 구비하고,
수나사부(7)는 터빈 휠(5)의 휠 후방측(6)에 일체로 형성된 나사산 페그(15) 상에 배치되고,
슬리브 너트(8A)는 조립된 상태에서 샤프트 숄더(4) 뒤에 맞물리는 고정 영역(8C)을 갖는, 배기가스 터보차저.
제1항에 있어서,
제1 센터링 장치(13, 14) 및/또는 제2 센터링 장치(16) 및/또는 제3 센터링 장치가 샤프트(2)와 터빈 휠(5) 사이에 구비되는, 배기가스 터보차저.
제1항 또는 제2항에 있어서,
핀이 삽입 및 고정되는 적어도 하나의 보어를, 슬리브 너트(8A)를 통해 샤프트(2) 내에 가지는 포지티브 로킹 연결 장치를 특징으로 하는, 배기가스 터보차저.
제1항 또는 제2항에 있어서,
핀이 삽입 및 고정되는 적어도 하나의 보어를, 슬리브 너트(8A)를 통해 터빈 휠(5) 내에 가지는 포지티브 로킹 연결 장치를 특징으로 하는, 배기가스 터보차저, 배기가스 터보차저.
제1항 또는 제2항에 있어서,
샤프트(2) 및 터빈 휠(5)의 브레이싱 후 샤프트(2)에 용접되는 슬리브 너트(8A) 내에 반경방향 또는 축방향 보어를 가지는 점착 연결 장치를 특징으로 하는, 배기가스 터보차저.
외경(A₂)을 갖는 샤프트(2);
샤프트(2)에 체결된 터빈 휠(5); 및
샤프트(2)를 터빈 휠(5)에 체결하는 연결 장치(8)를 포함하되,
샤프트(2)는 단부측(3) 영역에 샤프트(2)의 외경(A₂)보다 더 큰 외경(A₄)을 가지는 샤프트 숄더(4)를 구비하고,
터빈 휠(5)은 휠 후방측(6)에 일체로 형성된 수나사부(7)를 구비하고,
연결 장치(8)는 터빈 휠(5)에 대해 샤프트(2)를 브레이싱하기 위해 수나사부(7)에 나사 결합되고 그 과정에서 샤프트 숄더(4)의 뒤에 맞물리는 슬리브 너트(8A)를 구비하고,
수나사부(7)는 터빈 휠(5)의 휠 후방측(6)에 일체로 형성된 나사산 페그(15) 상에 배치되고,
슬리브 너트(8A)는 조립된 상태에서 샤프트 숄더(4) 뒤에 맞물리는 고정 영역(8C)을 갖는 것인 배기가스 터보차저(1)의 로터.
제6항에 있어서,
제1 센터링 장치(13, 14) 및/또는 제2 센터링 장치(16) 및/또는 제3 센터링 장치가 샤프트(2)와 터빈 휠(5) 사이에 구비되는, 배기가스 터보차저(1)의 로터.
제6항 또는 제7항에 있어서,
핀이 삽입 및 고정되는 적어도 하나의 보어를, 슬리브 너트(8A)를 통해 샤프트(2) 내에 가지는 포지티브 로킹 연결 장치를 특징으로 하는, 배기가스 터보차저(1)의 로터.
제6항 또는 제7항에 있어서,
핀이 삽입 및 고정되는 적어도 하나의 보어를, 슬리브 너트(8A)를 통해 터빈 휠(5) 내에 가지는 포지티브 로킹 연결 장치를 특징으로 하는, 배기가스 터보차저(1)의 로터.