KR20060111595A - Fixing element for a silencer - Google Patents

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KR20060111595A
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silencer
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muffler
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KR1020067012394A
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요세프 베티히
알폰스 트뢴들레
페터 쉘렌베르크
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에이비비 터보 시스템즈 아게
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Abstract

The invention relates to a silencer (1), which is rigidly fixed to the compressor housing (2) in a first connection region (12, 22) by means of a fixing element (3). In a second connection region (13, 23), a contact surface of the silencer lies against a contact surface of the compressor housing, the silencer being pre-stressed as a result of the contact in the second connection region in relation to the rigid fixation in the first connection region. Said pre-stress raises the inherent frequency of the silencer, thus preventing inadmissible excess vibrational stress on the latter.

Description

소음기 고정 부재 {FIXING ELEMENT FOR A SILENCER}Silencer Fixing Element {FIXING ELEMENT FOR A SILENCER}

본 발명은 배기 가스 터어보-과급기(turbo-supercharger) 분야에 관한 것이다.The present invention relates to the field of exhaust gas turbo-superchargers.

본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른, 소음기를 압축기 하우징에 고정하는 것에 관한 것이다. The present invention relates to securing a silencer to a compressor housing, according to the preamble of claim 1.

연소 엔진을 충전하기 위한 배기 가스 터어보-과급기는 대부분의 경우에 압축기 유입구에 필터 소음기를 포함한다. 필터가 장착된 상기 소음기는 바람직하게 고정 플랜지에 의해서 압축기 하우징에 단단히 연결된다. 이와 같은 연결은 예를 들어 유럽 공개 특허 출원서 제 1 186 781 A1호의 도 1에서 알 수 있다,Exhaust gas turbo-chargers for charging combustion engines include filter silencers at the compressor inlet in most cases. The silencer fitted with a filter is preferably securely connected to the compressor housing by a fixing flange. Such a connection can be seen, for example, in FIG. 1 of EP-A-1 186 781 A1,

배기 가스 터어보-과급기는 직접 또는 특수한 푸트(foot)에 의해서 모터 콘솔(motor console)에 고정된다. 대부분의 경우 푸트와 소음기 사이의 축 방향 간격은 매우 크다. 소음기는 엔진 진동에 의해서 허용되지 않을 정도로 크게 진동할 수 있다. 이와 같은 큰 진동이 발생하는 경우는, 특히 소음기의 고유 주파수가 터어보 과급기 고정 부재의 고유 주파수보다 약간만 더 위에 있는 경우이다. 이 경우 소음기의 진동은 허용되지 않을 정도로 상승하게 된다.The exhaust gas turbocharger is fixed to the motor console either directly or by a special foot. In most cases the axial distance between the foot and the muffler is very large. The muffler may vibrate so loudly that it is not tolerated by engine vibration. Such a large vibration occurs in particular when the natural frequency of the muffler is only slightly above the natural frequency of the turbocharger fixing member. In this case, the vibration of the silencer is raised to an unacceptable level.

본 발명의 과제는, 허용되지 않을 정도의 소음기의 진동 상승을 저지하기 위하여, 소음기 고정 부재의 압축기 하우징에 조치를 취하는 것이다.An object of the present invention is to take measures in the compressor housing of the silencer fixing member in order to prevent an increase in vibration of the silencer to an unacceptable degree.

상기 과제는 본 발명에 따르면 청구항 1의 특징을 갖는 고정에 의해서 해결된다.The problem is solved by the fixing having the features of claim 1 according to the invention.

소음기는 제 1 연결 영역에서는 고정 부재에 의하여 압축기 하우징에 단단히 고정되어 있다. 제 2 연결 영역에서는 소음기의 지지면이 압축기 하우징의 지지면에 지지되며, 이 경우 소음기는 제 1 연결 영역에서의 단단한 고정에 대한 제 2 연결 영역에서의 지지에 의하여 초기 응력을 받게 된다.The muffler is firmly fixed to the compressor housing by the fixing member in the first connection region. In the second connection region the support surface of the muffler is supported on the support surface of the compressor housing, in which case the muffler is subjected to initial stress by the support in the second connection region against the rigid fixation in the first connection region.

상기 초기 응력에 의하여, 소음기의 고유 주파수가 광범위하게 상승된다. 추가의 장점들은 종속항에서 기술된다.By this initial stress, the natural frequency of the muffler is raised widely. Further advantages are described in the dependent claims.

본 발명에 따른 고정의 다수의 실시예는 아래에서 도면을 참조하여 개략적으로 도시되어 있고 상세하게 설명된다. 모든 도면에서 동일한 작용을 하는 부재들은 동일한 도면 부호를 갖는다.A number of embodiments of the fixation according to the invention are shown schematically and described in detail below with reference to the drawings. Members having the same function in all drawings have the same reference numerals.

도 1은 본 발명에 따라 고정 플랜지 및 지지 플랜지에 의해서 서로 연결된 배기 가스 터어보-과급기의 소음기 및 압축기 하우징의 한 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a silencer and compressor housing of an exhaust gas turbocharger connected to each other by a fixing flange and a support flange according to the invention.

도 2a 내지 2k 는 다양한 실시예로 도시된 도 1에 따른 지지 플랜지의 확대도.2a-2k are enlarged views of the support flange according to FIG. 1 shown in various embodiments.

도 1은 압축기 하우징(2) 및 압축기의 공기 유입구에 배치된 소음기(1)를 구 비한 배기 가스 터어보-과급기의 공기 유입측의 한 단면을 보여준다. 축을 중심으로 회전 가능하게 지지된 압축기 휠 그리고 배기 가스 터어보-과급기의 전체 터어빈측은 도시되지 않았다.1 shows a cross section of the air inlet side of an exhaust gas turbocharger with a compressor housing 2 and a silencer 1 arranged at the air inlet of the compressor. The entire turbine side of the compressor wheel and the exhaust gas turbo-charger rotatably supported about its axis is not shown.

소음기는 방사형으로 배치된 다수의 소음 플레이트(11)를 지지하는 베이스 바디를 포함한다. 압축될 공기는 화살표를 따라 방사 방향으로, 소음기 둘레에 배치된 필터(15) 및 소음 플레이트 사이를 통과하여 압축기의 공기 유입구에 제공된다.The muffler includes a base body that supports a plurality of noise plates 11 arranged radially. The air to be compressed is provided to the air inlet of the compressor in a radial direction along the arrow, passing between the filter 15 and the silencer plate disposed around the muffler.

소음기는 둘레를 따라 분배된 다수의 나사(3) 또는 다른 적합한 고정 수단에 의해서 압축기 하우징에 고정된다. 상기 나사는 소음기를 압축기 하우징에 대하여 축 방향으로뿐만 아니라 방사 방향으로도 고정한다.The muffler is secured to the compressor housing by a plurality of screws 3 or other suitable fastening means distributed along the perimeter. The screw secures the silencer in the radial direction as well as in the axial direction with respect to the compressor housing.

나사를 이용한 고정을 위하여, 소음기는 상기 압축기 하우징을 향하고 있는 하우징 벽(14)의 방사 방향 외부 영역에 고정 플랜지(12)를 포함한다. 상기 압축기 하우징도 마찬가지로 방사 방향 외부 영역에 상응하는 고정 플랜지(22)를 포함한다.For fastening with screws, the muffler includes a fixing flange 12 in the radially outer region of the housing wall 14 facing the compressor housing. The compressor housing likewise comprises a fixing flange 22 corresponding to the radially outer region.

전술한 소음기 하우징 벽의 방사 방향 내부 영역에는 지지 플랜지(13)가 배치되어 있다. 상기 지지 플랜지에 의하여 소음기는 압축기 하우징의 상응하는 지지 플랜지(23) 상에 축 방향으로 지지된다.A support flange 13 is arranged in the radially inner region of the silencer housing wall described above. The support flange allows the muffler to be supported axially on the corresponding support flange 23 of the compressor housing.

소음기의 지지 플랜지(13)는 본 발명에 따라 고정 플랜지(12)에 대하여 축 방향으로 초기 응력을 받는다. 소음기를 압축기 하우징 상에 축 방향으로 배치하는 경우에는, 우선 지지 플랜지(13 및 23) 영역에서 소음기와 압축기 하우징 사이 에 접촉이 이루어진다. 고정 플랜지(12 및 22)의 접촉 영역에는 축 방향으로 갭이 존재하며, 상기 갭은 후속하는 나사(3)의 조임 과정에 의해서 폐쇄된다. 상기 갭의 폐쇄 작용에 의해 소음기의 하우징이 고정 플랜지와 지지 플랜지 사이에서 본 발명에 따라 약간 비틀어짐으로써, 소음기에 축 방향으로 초기 응력이 제공된다.The support flange 13 of the muffler is subjected to an initial stress in the axial direction with respect to the fixed flange 12 according to the invention. When the muffler is arranged axially on the compressor housing, first contact is made between the muffler and the compressor housing in the region of the support flanges 13 and 23. In the contact areas of the fastening flanges 12 and 22 there is a gap in the axial direction, which is closed by the subsequent tightening of the screw 3. The closing action of the gap causes the silencer's housing to be slightly twisted between the stationary flange and the support flange in accordance with the invention, thereby providing an initial stress in the axial direction to the silencer.

초기 응력 하에서의 지지 작용은 소음기의 고유 주파수에 영향을 미친다. 한 측면이 고정되어 있고 자체의 고유 주파수가 상승되는 거더(girder)에 상응하게, 상기 거더가 추가로 지지되면, 본 발명에 따라 압축기 하우징에 고정된 소음기의 고유 주파수가 상승된다. 소음기의 고유 주파수는 이와 같은 방식으로 종래에 고정된 소음기에 비해 30 내지 60 %만큼 상승될 수 있다.The support action under initial stress affects the natural frequency of the muffler. Corresponding to the girder on which one side is fixed and its natural frequency is raised, when the girder is further supported, the natural frequency of the silencer fixed to the compressor housing according to the invention is raised. The natural frequency of the muffler can in this way be raised by 30 to 60% over the conventional fixed muffler.

그밖에, 축 방향 초기 응력은 소음기가 압축기 하우징 상에서 마찰을 일으키며 움직이는 것을 저지한다.In addition, the axial initial stress prevents the muffler from moving in friction on the compressor housing.

도 2a) 내지 2k)는 도 1에 원형의 파선으로 표시된, 소음기(13)에 있는 지지 플랜지와 압축기 하우징(23)에 있는 지지 플랜지 사이의 접촉 영역의 가능한 실시예들 중에서 한 가지 실시예를 선택하여 보여준다.2a) to 2k) select one of the possible embodiments of the contact area between the support flange in the silencer 13 and the support flange in the compressor housing 23, indicated by the broken line in FIG. To show.

도 2a)에 따라 하나의 평면에서 축에 수직으로 배치된 지지면에 비하여, 도 2b) 및 도 2c)에 도시되고 원추형으로 형성된 지지면은, 상기 지지면에 의하면 소음기 조립시에 압축기 하우징에 대한 상기 소음기의 중심잡기가 용이하다는 장점을 갖는다. 또한, 상기 처음 세 가지 실시예는 모두 매우 간단하게 제조할 수 있는 것을 특징으로 한다.Compared to the support surface disposed perpendicular to the axis in one plane in accordance with FIG. 2a), the support surface shown in FIGS. 2b) and 2c) and formed in a conical shape, according to the support surface, It has the advantage of easy centering of the silencer. In addition, the first three embodiments are characterized in that all can be produced very simply.

실시예 도 2d) 내지 도 2i)는 우수한 밀봉 작용 그리고 우수한 접합 장소 댐 핑을 갖는다. 상이한 비용으로 제조될 지지면을 갖는, 방사형으로 계단이 형성된 모든 다양한 실시예들이 존재한다.Examples 2d) to 2i) have good sealing action and good joining site damping. There are all the various embodiments that are stepped radially, with support surfaces to be manufactured at different costs.

더욱 개선된 밀봉 특성 및 댐핑 특성을 얻기 위하여, 하나의 계단 또는 홈/코움 연결부 대신에 도 2k)에 도시된 바와 같이, 탄성 중합체 또는 다른 적합한 재료로 이루어진 O자형의 댐핑용 링이 상응하는 홈 또는 반원 홈 내부로 축 방향으로 프레스 될 수 있다.In order to obtain further improved sealing and damping properties, an O-shaped damping ring made of elastomer or other suitable material may be provided with a corresponding groove or as shown in FIG. 2K instead of one step or groove / comb connection. It can be pressed axially into the semicircular groove.

축에 수직으로 배치된 지지면을 갖는 가장 간단한 제 1 실시예를 제외하고, 도시된 모든 실시예는 방사 방향으로 형상 결합부를 포함하며, 이와 같은 사실에 의해 소음기 및 압축기 하우징의 추가적인 안정성이 얻어진다.Except for the simplest first embodiment, which has a support surface disposed perpendicular to the axis, all the illustrated embodiments include a shape coupling in the radial direction, which results in additional stability of the muffler and compressor housing. .

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

1: 소음기 2: 압축기 하우징1: silencer 2: compressor housing

3: 고정 부재, 나사 4: 댐핑용 링3: fixing member, screw 4: damping ring

11: 소음 플레이트 12, 22: 고정 플랜지11: noise plate 12, 22: fixed flange

13, 23: 지지면을 갖는 지지 플랜지13, 23: support flange with support surface

14: 소음기 하우징 벽 15: 필터14: silencer housing wall 15: filter

Claims (6)

소음기를 제 1 연결 영역(12, 22)에서 고정 부재(3)에 의해 압축기 하우징에 단단히 고정시켜, 배기 가스 터어보-과급기의 압축기 하우징(2)에 소음기(1)를 고정하는 것에 있어서,In fixing the silencer 1 to the compressor housing 2 of the exhaust gas turbocharger by fastening the silencer to the compressor housing by the fixing member 3 in the first connection regions 12 and 22, 상기 소음기는 제 2 연결 영역(13, 23)에서 그 지지면이 압축기 하우징의 지지면에 지지되며,The muffler is supported on its support surface in the second connecting region 13, 23 on the compressor housing, 상기 제 1 연결 영역에서의 단단한 고정에 대한 상기 제 2 연결 영역에서의 지지에 의하여 상기 소음기는 초기 응력을 받는 것을 특징으로 하는 고정.And the silencer is subjected to an initial stress by the support in the second connection region against the rigid fixation in the first connection region. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 소음기가 제 1 연결 영역에 고정 플랜지(12)를 포함하고, 상기 고정 플랜지에 의하여 소음기는 상기 고정 부재(3)를 이용하여 압축기 하우징(2, 22)에 고정되며,The silencer comprises a fixing flange 12 in the first connection region, by which the silencer is fixed to the compressor housings 2, 22 using the fixing member 3, 상기 소음기는 제 2 연결 영역에 지지 플랜지(13)를 포함하고, 상기 지지 플랜지에 의하여 소음기는 압축기 하우징(2, 23) 상에 지지되며,The muffler comprises a support flange 13 in a second connection region, by which the muffler is supported on the compressor housings 2, 23, 상기 지지 플랜지는 상기 고정 플랜지에 대하여 축 방향으로 초기 응력을 받는 것을 특징으로 하는 고정.And the support flange is subjected to an initial stress in the axial direction with respect to the fixed flange. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 소음기 및 상기 압축기 하우징은 제 2 연결 영역에 원추형의 지지면을 갖는 것을 특징으로 하는 고정.The silencer and the compressor housing having a conical support surface in the second connection region. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 소음기 및 상기 압축기 하우징은 제 2 연결 영역에 방사형으로 계단이 형성된 지지면을 갖는 것을 특징으로 하는 고정.The silencer and the compressor housing having a support surface radially staircase in the second connection region. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 소음기 및 상기 압축기 하우징은 제 2 연결 영역에 내부 결합되는 홈/코움 지지면을 갖는 것을 특징으로 하는 고정.The silencer and the compressor housing have a groove / comb support surface that is internally coupled to the second connection region. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 소음기 및 압축기 하우징의 경우에는 제 2 연결 영역에서 홈이 지지면 내부로 삽입되며,In the case of the muffler and compressor housing, the groove is inserted into the support surface in the second connection area, 상기 홈 내부에 댐핑용 링(4)이 배치되는 것을 특징으로 하는 고정.A damping ring (4) is disposed in the groove.
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