KR20130127452A

KR20130127452A - 배기가스 터보차저

Info

Publication number: KR20130127452A
Application number: KR1020137012341A
Authority: KR
Inventors: 레이프 하이딩스펠더; 토마스 램; 토마스 피팅; 마이클 스틸겐바우어; 랄프 크리스트만
Original assignee: 보르그워너 인코퍼레이티드
Priority date: 2010-10-28
Filing date: 2011-10-24
Publication date: 2013-11-22
Also published as: CN103154469B; DE112011103098T5; US9909454B2; WO2012058135A3; US20130202431A1; WO2012058135A2; CN103154469A; KR101858169B1

Abstract

본 발명은 배기가스 터보차저(1)에 관한 것으로, 배기가스 터보차저(1)는 압축기 하우징(3)을 구비한 압축기(2); 터빈 하우징(5)을 구비한 터빈(4); 압축기 하우징(3)과 터빈 하우징(5) 사이의 베어링 하우징(6); 및 하우징(8)을 구비한 제어 캡슐(7)로서, 제어 캡슐(6)을 압축기 하우징(3), 터빈 하우징(5), 또는 베어링 하우징(6)에 고정하기 위해 터보차저 상에서 체결 장치(10)와 상호작용하는 유지 장치(9)가 하우징(8)에 구비된 제어 캡슐(7)을 포함하고, 유지 장치(9)는 제어 캡슐(7)의 외주 영역(11)에 배치되고, 체결 장치(10)는 유지 장치(9)를 불완전 잠금 방식으로 고정한다.

Description

배기가스 터보차저{EXHAUST-GAS TURBOCHARGER}

본 발명은 청구범위 제1항의 전제부에 따른 배기가스 터보차저에 관한 것이다.

상기 유형의 배기가스 터보차저의 제어 캡슐은 예컨대 터빈의 웨이스트게이트 플랩을 제어하기 위해 사용될 수 있고, 이러한 목적을 위해 터보차저에 체결 및 정렬되어야 한다. 체결은 예컨대 압축기 하우징, 터빈 하우징, 또는 베어링 하우징에 이루어질 수 있다.

본 발명의 목적은, 터보차저 상에서 제어 캡슐을 조정하기 위한 필요 공차 보상을 간단한 방식으로 실현하는 것이 가능한, 청구범위 제1항의 전제부에 명시된 유형의 배기가스 터보차저를 제공하는 데에 있다.

상기 목적은 청구범위 제1항의 특징부에 의해 달성된다.

제어 캡슐의 외주 영역에 유지 장치를 구비하는 것은 바람직하게는 유지 장치의 설계를 위한 다양한 가능성들과, 유지 장치와 상호작용하는 간단한 구조의 체결 장치의 제공을 위한 다양한 가능성들을 제공하며, 체결 장치는 유지 장치를 고정하여, 예컨대 적절한 클램핑 작용에 의해 실현될 수 있는 불완전 잠금(non-positive locking)에 의해 제어 캡슐을 고정한다.

상기 설계는 터보차저 상의 제어 캡슐의 조정을 간단하게 하는데, 이는 상기 조정을 위해서 체결 장치가 필요 유지력을 유지 장치에 가할 수 있도록 간단한 방식으로 해제 및 폐쇄될 수 있기 때문이다.

종속항들은 본 발명의 유리한 개선들에 관련된다.

원칙적으로, 본 발명에 따르면, 유지 장치가 제어 캡슐의 하우징의 적절한 외주 영역에 직접 구비되거나, 또는 상기 배치가 간접적으로 실현되는 것이 가능하다.

직접 배치의 경우, 예컨대 도브테일(dovetail) 형태의 유지 장치가 적절한 외주 영역에 직접 배치될 수 있거나, 또는 각각의 외주 영역 자체의 외면이 대응 설계된 체결 장치와 상호작용하는 유지 장치의 역할을 할 수 있다.

간접 배치는 유지 장치가 이후 제어 캡슐의 하우징의 외주면에 부착될 수 있는 예컨대 홀더와 같은 중간 부품에 배치되는 것을 의미한다.

체결 장치로서, 상이하게 설계된 클램핑 패드 장치들(2개의 클램핑 패드들을 구비한 장치, 하나의 클램핑 패드와 하나의 클램핑 플레이트를 구비한 장치, 또는 소위 드릴 스탠드 장치들)뿐만 아니라, 인장 스트랩 장치들 또는 브래킷 장치들을 사용할 수 있다.

체결 장치는 바람직하게는 불완전 잠금 작용을 제공하기 위한 나사 장치들을 포함하고, 나사 장치들은 간단한 해제 및 고정을 가능하게 하며, 게다가 필요 불완전 잠금을 제공하기 위한 클램핑력의 연속적인 조정을 가능하게 한다.

본 발명의 다른 상세들, 이점들, 및 특징들은 첨부 도면에 기반한 예시적인 실시예들의 후술하는 설명에서 명확해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 배기가스 터보차저의 제1 실시예의 부분 단면도를 도시한다.
도 2 내지 도 4는 유지 장치의 직접 및 간접 부착을 설명하기 위한 본 발명에 따른 배기가스 터보차저의 부분 사시도를 도시한다.
도 5a 내지 도 5c는 유지 장치가 인장 스트랩 장치로서 설계된 본 발명에 따른 배기가스 터보차저의 부분 사시도를 도시한다.
도 6은 체결 장치가 브래킷 장치로서 설계된 본 발명에 따른 배기가스 터보차저의 부분 사시도를 도시한다.
도 7은 체결 장치가 소위 "드릴 스탠드 장치"로서 설계된 본 발명에 따른 배기가스 터보차저의 부분 사시도를 도시한다.

도 1은 압축기 하우징(3)을 구비한 압축기(2)를 포함하는 본 발명에 따른 배기가스 터보차저(1)의 부분 절개 사시도를 도시한다. 배기가스 터보차저(1)는 또한 터빈 하우징(5)을 구비한 터빈(4)을 포함하며, 압축기 하우징(3)과 터빈 하우징(5) 사이에 배치된 베어링 하우징(6)을 포함한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 배기가스 터보차저(1)는 하우징(8)을 구비한 제어 캡슐(7)을 포함하고, 터보차저 상에서 체결 장치(10)와 상호작용하는 유지 장치(9)가 하우징(8)에 구비된다. 본 예에서, 체결 장치(10)는 제어 캡슐(7)을 압축기 하우징(3)에 고정한다. 도해에서 확인할 수 있는 바와 같이, 제어 캡슐(7)은 이 경우 웨이스트게이트 장치(WG)를 구동하는 역할을 한다.

체결 장치(10)의 설계가 개략적으로 단순화된 형태로만 도시되고, 따라서 불완전 잠금 체결을 위해, 제어 캡슐(7)의 외주 영역(11)에 배치된 유지 장치(9) 주위에 맞물리는 2개의 체결 부분들(10A, 10B)을 구비한다. 상기 배치는 다른 도면들에 기반하여 상세히 설명될 것이다.

도 2 내지 도 4는 제어 캡슐(7)을 위한 가능한 체결을 도시하는데, 이들 도면에서는 제어 캡슐(7)의 하우징(8)의 일부인 하우징 쉘(12)에 의해 제어 캡슐을 나타낸다. 이와 관련하여, 제어 캡슐(7) 전체가 도시된 도 5a의 도해를 또한 참조할 수 있으며, 상기 실시예에서 하우징(8)은 전술한 하우징 쉘(12), 및 이에 연결된 다른 하우징 쉘(13)에 의해 형성된다.

도 2 및 도 4에 따른 실시예에서, 유지 장치(9)는 상기 하우징 쉘(12)의 외주 영역(11)에 직접 배치되며, 본 예에서는 하우징 쉘(12)에 일체로 연결되거나 예컨대 용접에 의해 부착될 수 있는 도브테일로서 설계된다.

도 3에 따른 실시예에서, 유지 장치(9)는 마찬가지로 도브테일로서 설계되지만, 유지 장치(9)가 외주면(11)에 배치된 홀더(14)에 부착되기 때문에, 직접적이 아닌 간접적으로 외주면(11)에 배치된다. 도 3에 도시된 실시예에서, 홀더(14)는 하우징 쉘(12)이 배치된 지지 플레이트(15)에 연결된다. 홀더(14)는 완전 잠금 방식 또는 불완전 잠금 방식으로 하우징 쉘(12)에 연결될 수 있다.

도 2 및 도 3의 실시예들은 체결 장치(10)의 공통 설계를 공유한다. 체결 장치(10)는 클램핑 패드(17)를 포함하고, 본 예에서 클램핑 패드(17)는 배기가스 터보차저(1)의 연결 영역(16)에 일체로 연결되며, 도 2 및 도 3에 도시된 조립 상태에서 제2 클램핑 패드(18)와 함께 클램핑 홈(19)을 한정하고, 유지 장치(9) 또는 도브테일이 클램핑 홈(19) 내에 배치되며, 클램핑력의 인가에 의해 불완전 잠금 방식으로 고정된다. 이러한 목적을 위해, 클램핑 패드(18)를 통해 연장되며 클램핑 패드(17)의 암나사(도 2 및 도 3에 보이지 않음) 내부에 맞물리는 나사 연결부(20)를 구비하고, 그에 따라 전술한 고정이 연속적으로 조정 가능한 방식으로 실현될 수 있다.

유지 장치(9)의 배치와 관련하여, 유지 장치가 외주 영역(11)에 직접 배치된다는 점에서 도 2의 배치에 상응하는 도 4에 따른 실시예에서, 제1 클램핑 패드(17)를 위한 상대 부품으로서, 제2 클램핑 패드 대신에 클램핑 플레이트(22)를 구비한다. 본 예에서, 클램핑 플레이트(22)는 2개의 나사 장치들(20, 21)에 의해 클램핑 패드(17)에 연결될 수 있고, 도 4에 도시된 조립 상태에서 클램핑 홈(19)을 다시 한정할 수 있으며, 유지 장치(9) 또는 도브테일이 제어 캡슐(7)의 장착을 위해 클램핑력의 인가에 의해 불완전 잠금 방식으로 클램핑 홈(19) 내에 고정된다.

도 5a에 도시된 실시예에서, 제어 캡슐(7)은 다시 하우징 쉘들(12, 13)을 구비한 하우징(8)을 포함한다. 도 5a에 도시된 바와 같이, 하우징 쉘(12)은 하우징 돌출부(23)를 가진 바닥면(12A) 상에 구비되고, 외주 영역(11)에 배치된 하우징 돌출부(23)의 외면(24)이 인장 스트랩 장치 형태의 체결 장치(10)와 상호작용하는 유지 장치(9)를 형성한다. 인장 스트랩 장치는 하우징 돌출부(23)의 외면(24)과 배기가스 터보차저(1)의 연결 영역(16)을 둘러싸는 인장 스트랩(10A)을 포함한다. 불완전 잠금 고정을 위해, 나사 장치(10B)가 인장 스트랩(10A)에 인장을 가하고, 그에 따라 이 실시예에서도 역시 제어 캡슐(7)을 고정하기 위한 필요 유지력이 연속적으로 조정 가능하다.

도 5b 및 도 5c에 따른 실시예는 또한 소위 "트랙터 설계"로 이루어진 인장 스트랩 장치 형태의 체결 장치(10)를 도시한다. 특히 하우징 쉘(12)의 바닥면(12A)의 평면도를 도시한 도 5c의 도해로부터 알 수 있는 바와 같이, 이 예시적인 실시예에서도 역시 하우징 돌출부(23)를 구비하고, 그에 따라 유지 장치(9)는 외면(24)에 의해 형성되며, 나사 연결부들(26, 27)에 의해 상이한 높이의 2개의 체결대들(16A, 16B)에 고정 및 클램핑되는 체결 장치(10)의 인장 스트랩(25)이 외면(24) 주위에 맞물리게 된다.

도 6의 실시예에서, 하우징 돌출부(23)를 구비한 하우징 쉘(12)의 설계는 도 5b 및 도 5c의 설계에 대응한다. 그러나, 인장 스트랩 장치와 달리, 여기에서는 유지 브래킷(28)을 포함하는 브래킷 장치를 체결 장치(10)로서 구비하고, 유지 브래킷(28)은 다시 유지 장치(9)를 형성하는 하우징 돌출부(23) 또는 그 외면(24)을 둘러싸며, 2개의 나사 장치들(29, 30)에 의해 배기가스 터보차저(1)의 연결 영역(16)에 고정된다.

도 7에 따른 실시예에서, 제어 캡슐(7)은 다시 하우징 돌출부(23)를 구비한 하우징 쉘(12)을 포함하지만, 상기 하우징 돌출부는 선택된 도해로 인해 보이지 않는다. 다시 유지 장치(9)를 형성하는 상기 하우징 돌출부 또는 그 외면은 실질적으로 U자형인 소위 드릴 스탠드(31)에 의해 둘러싸이고, 본 예에서 드릴 스탠드(31)는 터보차저(1)의 연결 영역(16)에 일체로 배치되며, 일 측에 개방된 개구(33)의 제공에 의해 2개의 클램핑 가능한 클램핑 패드들을 형성하고, 클램핑 패드들은 필요한 불완전 잠금 고정을 달성할 수 있도록 나사 장치(32)에 의해 클램핑될 수 있다.

본 발명의 기재된 개시 외에도, 상기 기재된 개시를 보완하기 위해, 도 1 내지 도 7의 도식적인 도해를 이에 명확히 참조한다.

부호의 설명

1 배기가스 터보차저

2 압축기

3 압축기 하우징

4 터빈

5 터빈 하우징

6 베어링 하우징

7 제어 캡슐

8 하우징

9 유지 장치

10 체결 장치

10A, B 체결 부분들

10? 인장 스트랩

10? 나사 장치

11 외주 영역

12, 13 하우징 쉘들

12A 바닥면

14 홀더

15 지지 플레이트

16 연결 영역

16A, B 체결대

17, 18 클램핑 패드들

19 클램핑 홈

20, 21 나사 장치들

22 클램핑 플레이트

23 하우징 돌출부

24 외면

25 인장 스트랩

26, 27 나사 장치들

28 브래킷

29, 30 나사 장치들

31 드릴 스탠드

32 나사 장치

33 리세스

WG 웨이스트게이트 플랩

Claims

배기가스 터보차저(1)에 있어서,
압축기 하우징(3)을 구비한 압축기(2);
터빈 하우징(5)을 구비한 터빈(4);
상기 압축기 하우징(3)과 상기 터빈 하우징(5) 사이의 베어링 하우징(6); 및
하우징(8)을 구비한 제어 캡슐(7)로서, 상기 제어 캡슐(6)을 상기 압축기 하우징(3), 상기 터빈 하우징(5), 또는 상기 베어링 하우징(6)에 고정하기 위해 터보차저 상에서 체결 장치(10)와 상호작용하는 유지 장치(9)가 상기 하우징(8)에 구비된 제어 캡슐(7)을 포함하고,
상기 유지 장치(9)는 상기 제어 캡슐(7)의 외주 영역(11)에 배치되고, 상기 체결 장치(10)는 상기 유지 장치(9)를 불완전 잠금 방식으로 고정하는 것을 특징으로 하는 배기가스 터보차저.
제1항에 있어서,
상기 하우징(8)은 적어도 2개의 하우징 쉘들(12, 13)을 포함하고, 상기 유지 장치(9)는 상기 하우징 쉘들(12, 13) 중 하나(12)의 외주 영역(11)에 배치되는 것을 특징으로 하는 배기가스 터보차저.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 유지 장치(9)는 상기 외주 영역(11)에 직접 배치되는 것을 특징으로 하는 배기가스 터보차저.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 유지 장치(9)는 상기 외주 영역(11)에 간접 배치되는 것을 특징으로 하는 배기가스 터보차저.
제4항에 있어서,
상기 유지 장치(9)는 상기 제어 캡슐(7)의 외주 영역(11)에 배치된 홀더(14)에 배치되는 것을 특징으로 하는 배기가스 터보차저.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유지 장치(9)는 도브테일로서 설계되는 것을 특징으로 하는 배기가스 터보차저.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유지 장치(9)는 상기 하우징(8)의 하우징 돌출부(23)의 외주 영역(11)의 외면(24)인 것을 특징으로 하는 배기가스 터보차저.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 체결 장치(10)는 클램핑 패드(17)를 포함하고, 상기 클램핑 패드(17)는 상기 압축기 하우징(3), 상기 터빈 하우징(5), 또는 상기 베어링 하우징(6)에 일체로 연결되며, 상기 유지 장치(9)를 위한 클램핑 홈(19)을 형성하기 위해 해제 및 고정 가능하게 부착될 수 있는 상대 부품(18; 22)이 구비되는 것을 특징으로 하는 배기가스 터보차저.
제8항에 있어서,
상기 상대 부품은 클램핑 패드(18)로서 설계되는 것을 특징으로 하는 배기가스 터보차저.
제8항에 있어서,
상기 상대 부품은 클램핑 플레이트(22)로서 설계되는 것을 특징으로 하는 배기가스 터보차저.
제7항에 있어서,
상기 체결 장치(10)는 인장 스트랩 장치(10?, 10?; 16A, 16B, 25, 26, 27)로서 설계되는 것을 특징으로 하는 배기가스 터보차저.
제7항에 있어서,
상기 체결 장치(7)는 브래킷 장치(16, 28, 29, 30)로서 설계되는 것을 특징으로 하는 배기가스 터보차저.
제7항에 있어서,
상기 체결 장치(10)는 드릴 스탠드 장치(31, 32, 33)로서 설계되는 것을 특징으로 하는 배기가스 터보차저.