KR20140109996A

KR20140109996A - 배기가스 터보차저

Info

Publication number: KR20140109996A
Application number: KR1020147020582A
Authority: KR
Inventors: 다니엘 부흐만; 토마스 피팅; 올리버 슘니히
Original assignee: 보르그워너 인코퍼레이티드
Priority date: 2012-01-16
Filing date: 2013-01-08
Publication date: 2014-09-16
Also published as: KR102031139B1; US20140348672A1; JP6012761B2; WO2013109431A1; DE112013000319B4; JP2015505348A; CN104024601A; CN104024601B; US9822693B2; DE112013000319T5

Abstract

본 발명은, 터빈 하우징(2); 압축기 하우징(3); 베어링 하우징 축(L)을 가지는 베어링 하우징(4); 및 압축기 하우징(3) 및/또는 터빈 하우징(2)에 베어링 하우징(4)을 연결하기 위한 것으로서, 각각 연결 요소 단부면(7)을 갖는 복수의 연결 요소(6)를 가지며, 연결 요소(6)의 개수에 상응하는 다수의 보어(8)를 압축기 하우징(3)에 가지는 연결 장치(5)를 포함하되, 보어(8) 및 보어(8)에 삽입된 연결 요소(6)는 베어링 하우징 축(L)에 대해 예각(α)으로 배열되고, 연결 요소 단부면(7)은 베어링 하우징(4) 및/또는 터빈 하우징(2)의 관련된 베어링 표면(9) 상에 안착되는 것인, 배기가스 터보차저(1)에 관한 것이다.

Description

배기가스 터보차저{EXHAUST-GAS TURBOCHARGER}

본 발명은 청구범위 제1항의 전제부에 따른 배기가스 터보차저에 관한 것이다.

배기가스 터보차저의 베어링 하우징에 압축기 하우징 및/또는 터빈 하우징을 연결하기 위하여, 종래 기술에 따르면 예컨대 와셔와 함께 나사를 사용한다. 나사는 압축기 하우징의 나사산 안으로 결합되며, 와셔를 통해 압축기 하우징 상에 베어링 하우징을 견고하게 클램핑한다. 이 경우 나사 삽입 방향은 베어링 하우징으로부터 압축기 하우징으로 향한다. 압축기 측으로부터의 방향으로 조립이 이루어지는 응용에서는, 접근성의 측면에서 나사의 전달 또는 나사의 자동 조임이 가능하지 않으므로, 보통은 부분적으로 자동화된 조립 또는 수동 조립만 가능하다.

그러므로 본 발명의 목적은, 압축기 하우징 및/또는 터빈 하우징에 베어링 하우징을 연결하기 위한 조립 비용을 절감하게 하는, 청구범위 제1항의 전제부에 명시된 유형의 배기가스 터보차저를 제공하는 데에 있다.

이러한 목적은 청구범위 제1항의 특징부에 의해 달성된다.

연결 요소들이 최종 조립된 상태에서 연결 요소와 보어를 경사지게 한 결과, 가상 원뿔형 표면 상에서 비스듬하게 정반대로 보어 및 연결 요소가 배열된다.

또한, 연결 요소를 용이하게 장착하는 것, 바람직하게는, 육각 구멍 및 육각 구멍의 구체적 실시예로서 소위 톡스(torx) 소켓을 가지는 연결 요소를 사용하는 것이 가능하다.

또한, 동일한 삽입 방향이 가능하므로, 압축기 측 및 터빈 측 상에서 구현되는 경우에 배기가스 터보차저 하우징의 조립이 자동화될 수 있다는 이점을 얻는다.

또한, 압축기 하우징 또는 터빈 하우징의 보어들을 경사지게 하여 축방향 설치 공간을 감소시킨다.

종속 청구항 제2항 내지 제6항은, 본 발명에 따른 배기가스 터보차저의 유리한 개선예에 관한 것이다.

청구항 제7항 내지 제9항은, 본 발명에 따른 압축기 하우징을 독립적으로 시판 가능한 대상으로서 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 압축기 하우징에 장착된, 본 발명에 따른 배기가스 터보차저의 베어링 하우징을 개략적으로 단순하게 나타낸 도면을 보여준다.
도 3은 시험편의 사시도를 보여준다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 배기가스 터보차저(1)는 터빈 하우징(2), 압축기 하우징(3) 및 베어링 하우징(4)을 구비한다. 본 발명에 따른 배기가스 터보차저(1)가 또한 최신의 터보차저의 기타 모든 통상적인 구성요소들을 구비한다는 점은 자명하나, 이들은 본 발명의 원리를 설명하는 데에는 필요하지 않으므로 이하에서는 설명되지 않는다.

베어링 하우징(4)은 연결 장치(5)를 통해 압축기 하우징(3)에 연결될 수 있으며, 이러한 예의 경우 연결 장치는 연결 요소로서 복수의 나사를 구비하고, 그 중 하나의 나사(6)가 도 2에 대표로 도시되어 있다.

또한, 연결 장치(5)는, 사용된 연결 요소들(6)의 개수에 상응하는, 압축기 하우징(3)의 나사 구멍(8) 형태의 다수의 보어를 가진다. 도 2에는 결과적으로, 제공된 모든 나사 구멍을 대표하여 나사 구멍(8)이 도시되어 있다.

또한 도 2에 도시된 바와 같이, 나사 구멍(8) 및 그에 따라 상기 구멍(8)에 결합된 나사(6)는 경사지며, 이는 이러한 나사와 구멍들이 터보차저 축 또는 베어링 하우징 축(L)에 대해 예각(α)으로 배열된다는 것을 의미한다. 이에 따라 각도(α)에 대한 바람직한 각도 범위는 각도(α)에 대해 25° 내지 65°이다. 특히 바람직한 각도 범위는 45°±15°, 즉 30° 내지 60°이다.

상기 경사진 배열은 바람직하게, 나사 구멍(8)과 나사(6)의 축들이 가상 원뿔형 표면 상에 대칭적으로 배열되는 것으로 이어진다.

도 2에 또한 도시된 바와 같이, 나사(6)는 각각, 나사 구멍(8) 안으로 나사(6)가 결합될 때 베어링 하우징(4)의 베어링 표면(9)에 안착되는 단부면(7)을 가진다. 이 점에 있어서 도 2에 나타난 바와 같이, 베어링 하우징 또는 베어링 하우징 후방벽 또는 베어링 하우징 플랜지(10)의 베어링 표면(9)은 경사지게 되고, 그에 따라 나사(6)의 단부면(7)은 상기 베어링 표면(9)의 전체 표면적에 걸쳐 안착된다.

도 2는 또한 압축기 하우징(3)에 체결 플랜지(11)가 구비된 것을 보여주며, 여기에 나사 구멍(8)이 만들어진다. 이를 위해, 체결 플랜지(11)는, 도 2의 도시로 상세히 알 수 있는 바와 같이, 연결 영역(10)(베어링 하우징 후방벽 또는 베어링 하우징 플랜지)을 둘러싼다.

이러한 배열에서 조임 토크와 각도(α)로부터 클램핑력을 얻는다. 각도(α) 또는 터보차저 축 또는 베어링 하우징 축(L)에 대해 여각을 이루는 베어링 표면(9)의 각도 (β)(도 2에 마찬가지로 도시되어 있음)는, 나사(6)를 조이는 데에 요구되는 간극을 얻기 위해 변경될 수 있다. 이 점에 있어서 표면(9)의 경사도(여기에서는 45°)는, 상기 표면(9)과 나사(6)의 단부면(7) 사이의 접촉 압력을 감소시킨다.

원칙적으로, 도 2에 도시된 바와 같이 연결 영역(10)을 포함할 수 있는 정도로 베어링 하우징(4)을 향하는 방향으로 돌출되도록 형성된 원주방향 체결 플랜지(11)를 압축기 하우징(3) 상에 제공할 수 있다. 대안적으로, 이러한 체결 플랜지(11)를 복수의 체결 러그로 분할할 수 있다.

이 점에 있어서, 압축기 하우징을 나타내는 시험편(VK)를 보여주는 도 3을 참조할 수 있다. 이러한 예시에서 시험편(VK)은, 원주 주위에 균일하게 분포되며 각각 상기 언급한 나사 구멍(여기에서는 참조부호 "GL" 로 나타냄)을 갖는 총 4개의 러그(L1~L4)를 구비한다.

예시를 간단히 하기 위해, 나사와 베어링 하우징의 연결 영역은 도 3에는 나타내지 않는다.

이전의 예에서는 연결 요소로서 나사가 도시되고, 상응하는 나사산 보어 또는 나사 구멍이 보어로서 기술되었으나, 기타 다른 적합한 요소들, 예컨대 노치 핀, 클램핑 슬리브 등을 연결 요소로서 사용하는 것 또한 가능하다.

사용된 연결 요소의 성질에 따라, 보어는 나사산을 갖고 따라서 나사산 보어를 형성하거나 또는 상응하는 연결 요소의 사용을 필요로 하는 경우 나사산이 없는 보어를 사용할 수도 있다.

본 발명의 상기 기재된 설명 외에도, 상기 기재된 설명을 보충하기 위해 도1 내지 도 3의 개략적인 도시를 명백히 참조한다.

1 배기가스 터보차저
2 터빈 하우징
3 압축기 하우징
4 베어링 하우징
5 연결 장치
6 연결 요소(예를 들어, 나사, 노치 핀, 클램핑 슬리브)
7 단부면
8 나사산이 있는 보어(나사산 보어) 또는 나사산이 없는 보어
9 베어링 표면
10 베어링 하우징(4)의 연결 영역(예컨대 베어링 하우징 플랜지 또는 베어링 하우징 후방벽 형태)
11 체결 플랜지(복수의 러그로 분할될 수 있음)
α,β 각도
L 베어링 하우징 축 또는 터보차저 축
VK 시험편
L1~L4 러그
GL 나사 구멍

Claims

터빈 하우징(2);
압축기 하우징(3);
베어링 하우징 축(L)을 가지는 베어링 하우징(4); 및
압축기 하우징(3) 및/또는 터빈 하우징(2)에 베어링 하우징(4)을 연결하기 위한 것으로서, 각각 연결 요소 단부면(7)을 갖는 복수의 연결 요소(6)를 가지며, 연결 요소(6)의 개수에 상응하는 다수의 보어(8)를 압축기 하우징(3) 및/또는 터빈 하우징(2)에 가지는 연결 장치(5)를 포함하되,
보어(8) 및 보어(8)에 삽입된 연결 요소(6)는 베어링 하우징 축(L)에 대해 예각(α)으로 배열되고,
연결 요소 단부면(7)은 베어링 하우징(4)의 관련된 베어링 표면(9) 상에 안착되는 것인, 배기가스 터보차저(1).
제1항에 있어서,
연결 요소(6)와 보어(8)의 축(S)들은 가상 원뿔형 표면 상에 대칭적으로 배열되는 것인, 배기가스 터보차저.
제1항 또는 제2항에 있어서,
각도(α)는 대략 25° 내지 65°, 구체적으로 30° 내지 60°인 것인, 배기가스 터보차저.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
보어(8)는 베어링 하우징(4)의 연결 영역(10)을 둘러싸는 압축기 하우징(3) 및/또는 터빈 하우징(2)의 체결 플랜지(11)에 배열된 것인, 배기가스 터보차저.
제4항에 있어서,
체결 플랜지(11)는 복수의 러그로 나누어지는 것인, 배기가스 터보차저.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
베어링 표면(9)은 경사진 것인, 배기가스 터보차저.
터보차저 축(L)을 가지는, 배기가스 터보차저(1)의 압축기 하우징(3) 및/또는 터빈 하우징에 있어서,
적어도 하나의 체결 플랜지(11); 및
체결 플랜지(11) 상에 원주 방향으로 서로 이격되도록 배열된 복수의 보어(8)를 포함하되,
보어(8)는 터보차저 축(L)에 대해 예각(α)으로 배열된 것인, 압축기 하우징 및/또는 터빈 하우징.
제7항에 있어서,
각도(α)는 대략 25° 내지 65°, 구체적으로 30° 내지 60°인 것인, 압축기 하우징 및/또는 터빈 하우징.
제7항 또는 제8항에 있어서,
체결 플랜지(11)는, 서로 이격되어 배열되고 보어(8)를 구비한 복수의 러그로 나누어지는 것인, 압축기 하우징 및/또는 터빈 하우징.