WO2009106159A1 - Cooled housing consisting of a turbine housing and a bearing housing of a turbocharger - Google Patents

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WO2009106159A1
WO2009106159A1 PCT/EP2008/064638 EP2008064638W WO2009106159A1 WO 2009106159 A1 WO2009106159 A1 WO 2009106159A1 EP 2008064638 W EP2008064638 W EP 2008064638W WO 2009106159 A1 WO2009106159 A1 WO 2009106159A1
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housing
turbine
bearing
coolant
housing according
Prior art date
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PCT/EP2008/064638
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German (de)
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Ralf Böning
Hartmut Claus
Robert Vetter
Original Assignee
Continental Automotive Gmbh
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Publication date
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    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C6/00Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas- turbine plants for special use
    • F02C6/04Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output
    • F02C6/10Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output supplying working fluid to a user, e.g. a chemical process, which returns working fluid to a turbine of the plant
    • F02C6/12Turbochargers, i.e. plants for augmenting mechanical power output of internal-combustion piston engines by increase of charge pressure
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    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/24Casings; Casing parts, e.g. diaphragms, casing fastenings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F05D2300/60Properties or characteristics given to material by treatment or manufacturing
    • F05D2300/614Fibres or filaments

Definitions

  • Cooled housing consisting of a turbine housing and a bearing housing of a turbocharger
  • the invention relates to a cooled housing consisting of a turbine housing and a bearing housing of a turbocharger and a turbocharger with such a housing.
  • Turbochargers as known in the art, generally have a turbine disposed in an exhaust stream.
  • the turbine driven by the exhaust gases of the engine, supplies the drive energy for the compressor.
  • the exhaust gas flow which is conducted through an exhaust manifold into the turbine housing, drives the turbine wheel, which in turn drives a compressor wheel, which is arranged with the turbine wheel on a shaft.
  • the shaft is hereby stored in a bearing housing of the turbocharger.
  • the exhaust gas flow with its high temperatures, which is passed through the turbocharger, has the consequence that the components of the turbocharger, in particular the turbine housing, are thermally heavily loaded.
  • exhaust gas temperatures of up to 1100 0 C in passenger car gasoline engines can be achieved.
  • in full-load operation or in full-load operation it can therefore lead to significant thermal stress on the components of the turbocharger.
  • the prior art has essentially relied on a suitable choice of materials for producing the housing parts of the turbocharger.
  • the selection of materials takes place from the standpoint of sufficient strength at high temperatures.
  • materials used heat-resistant materials which generally have high levels of very expensive alloying elements, such as nickel.
  • a high nickel content in the material means that cast materials can better withstand the high temperatures.
  • nickel has the disadvantage that it is a relatively expensive material.
  • the prior art therefore seeks to use alternative materials or material combination, which are cheaper in price, but are also suitable for high component temperatures and in particular no large proportions of expensive alloying elements, such as nickel, need.
  • turbocharger for marine use.
  • the turbocharger has a cooled turbine and bearing housing.
  • the turbine casing is double-walled and cooled by seawater.
  • the bearing housing further has its own additional cooling device, wherein the bearing housing is cooled by means of a coolant from a coolant circuit of a connected engine, instead of seawater, such as the turbine housing.
  • DE 100 22 052 discloses a turbine housing of a turbocharger.
  • the turbine housing has, for example, a three-walled construction.
  • the outer housing consists of several shells, as well as a welded-in water inlet and outlet.
  • Wall form a cavity through which a coolant is passed.
  • the inner and middle walls also form a cavity forming an air gap insulation, wherein This cavity is additionally arranged a sliding seat, which allows the thermally induced length compensation between the sheet metal parts.
  • a wire cushion stabilizes the sliding seat.
  • the turbine housing has the disadvantage that it has a complicated structure, by the three-walled construction. This results in that the turbine housing is expensive to manufacture and assemble. In addition, only the turbine housing is provided with a cooling, but not the
  • a housing consisting of a turbine housing and a bearing housing, provided for a turbocharger, wherein the housing has a cooling jacket, wherein the cooling jacket is formed from at least one or more shell elements, which are externally attached to the housing and with this form a cavity in which a coolant is insertable.
  • the cooled housing consisting of a turbine housing and a bearing housing has the advantage that it is simple and inexpensive to manufacture, in contrast to the three-walled turbine housing, according to the prior art, which must be welded together from three sheet metal layers. Furthermore, the additional cooling of the bearing housing allows the functionality of the bearing of the shaft to be maintained even after hot soak conditions.
  • the turbine housing and the bearing housing of the Kombigenosuses are formed, for example, in one piece or two pieces.
  • the one-piece embodiment has the advantage that it is possible to dispense with a tight connection of the turbine housing and the bearing housing to a housing
  • the turbine housing and / or the bearing housing on a corresponding receptacle to accommodate the other housing part therein accordingly.
  • the receptacle can be designed as desired, for example as a depression or a projection on which the other housing part is pushed.
  • the respective shell element for attachment to the housing and for forming the cooling jacket for example, a sheet metal part or a die-cast part.
  • the sheet metal part has the advantage of a constant thickness, wherein it can be, for example, deformed to form the corresponding contour of the cooling jacket.
  • the die cast part in turn does not need to be reshaped, but can also be formed, for example, with a more complex contour.
  • the cooling jacket for example, at least one inlet port for the admission of a coolant and at least one outlet port for discharging the coolant to the cooling jacket.
  • the inlet and outlet ports may in this case be arranged adjacent to one another or on the same side on the housing.
  • a partition wall element can be arranged between the two terminals. This has the advantage that it prevents the fresh coolant introduced into the cooling jacket from escaping again at the adjacent outlet before it has flowed sufficiently into the housing.
  • the inlet and outlet ports are arranged away from one another on the cooling jacket, for example on opposite sides. This has the advantage that no partition element between the two terminals is necessary.
  • the respective shell element can be fastened to the housing, for example by means of welding, soldering, screwing and / or gluing etc.
  • the turbine housing and / or the bearing housing of the housing may optionally have corresponding attachment portions, to facilitate the reception and attachment of the respective shell member.
  • the fastening section may in this case be of any desired design, for example in the form of a depression or a step, a groove or a slot, etc., in order to receive the respective shell element in a suitable manner.
  • the attachment portions may be the same or different.
  • cooling water is used as the coolant, which is branched off from a motor connected to a turbocharger of the housing.
  • the turbine housing, the bearing housing and / or the respective shell element at least partially or completely from a plastic (s) and / or fiber composite material (s) are produced.
  • the parts are suitably sealed together.
  • plastics or fiber composite materials ben advantage that they are relatively light and so the weight of the turbocharger can be reduced.
  • the bearing housing has at least one or more feeds to cool a portion or substantially all of the bearing assembly stored in the bearing housing.
  • coolant is conducted into the area of the bearing arrangement via the feeders and optionally also the used or heated coolant via a corresponding feed or
  • FIG. 1 is a perspective view of a cooled housing of a turbocharger consisting of a turbine and bearing housing according to an embodiment of the invention
  • FIG. 2 shows a sectional view B-B of the cooled turbine and bearing housing according to FIG. 1; FIG. and
  • Fig. 3 is a further sectional view C-C of the cooled turbine and bearing housing of FIG. 1, wherein a connection for the introduction and a connection for the discharge of the coolant is shown.
  • turbocharger consisting of a turbine and bearing housing
  • a turbocharger can, for example, in particular in a Car or other motor vehicle.
  • the approach of the invention aims, inter alia. to an integration of the bearing housing and the turbine housing in a housing part or a casting, in which the necessary cooling of the tur- binengephaseusewerkstoffs and the storage is accomplished by a cooling jacket.
  • the cooling jacket is thereby formed from at least one, two, three or more shell elements, which are fastened around the combination housing consisting of the turbine and bearing housing and thereby form a cavity with the housing into which the coolant can be introduced.
  • the aim of the invention is to reduce the component temperature of the turbine housing to allow the use of cheaper materials.
  • the bearing housing is to be integrated into the turbine housing and the cooling jacket to be cooled to be cooled areas of the bearing housing.
  • the cavity which is formed around the actual turbine and bearing housing part by at least one or more shell elements are attached to the housing, is designed so that it is suitable for the flow with a coolant and can be extended as far as desired on the bearing housing area. For example, substantially over the entire bearing housing part or a portion of the bearing housing.
  • FIG. 1 shows a perspective view of the housing 11 according to the invention of a turbocharger, which consists of a turbine housing 10 and a bearing housing 13. Both housing areas 10, 13 are hereby provided with a cooling jacket 18.
  • the turbine housing section 10 in the present case has a device for actuating a bypass channel 32.
  • the cooled combined product according to the invention is housing 11 from turbine and bearing housings 10, 13 but independent of such a device for actuating a bypass channel 32. It can in principle any type of turbocharger with a turbine and bearing housings 10, 13 are used.
  • the cooling jacket 18 is formed in FIG. 1, for example, from two shell elements 14, 16.
  • the respective shell element 14, 16 can, for example, when the turbine and / or bearing housing 10, 13 is made of an aluminum alloy or steel, for example, consist of a metal sheet, which is attached to the turbine and bearing housing.
  • the respective shell element 14, 16 can be welded or soldered, for example, to the combi housing 11 or otherwise secured.
  • a shell element 14, 16 of sheet metal for example, have a sheet thickness of 0.8mm to 2mm. The sheet thickness is not limited to this range, but can also be chosen smaller or larger, depending on the function and purpose.
  • the respective shell elements 14, 16 may be made of a diecast part, which is welded or soldered to the aluminum alloy, for example.
  • the die cast part for example, have a wall thickness in a range of 2mm to 3mm or 2.5mm to 3mm, but the wall thickness of the diecast part is not limited to this area, but can also be chosen smaller or larger, depending on the function and application.
  • the respective shell elements 14, 16 are attached to the turbine and bearing housing 10, 13 in a liquid-tight or gastight manner, for example welded and / or soldered, to provide the appropriate cavity 12 for the coolant.
  • a substantially liquid or, for example, also gaseous coolant is present in the cooling jacket 18
  • the respective shell elements 14, 16 are attached to the turbine and bearing housing 10, 13 in a liquid-tight or gastight manner, for example welded and / or soldered, to provide the appropriate cavity 12 for the coolant.
  • it can also be provided any other type of attachment and sealing, which is suitable Shell elements 14, 16 to the housing 11 to connect liquid-tight or gas-tight.
  • the turbine and bearing housing 10, 13, as shown in FIG. 1, is for example a casting, for example of an aluminum alloy or other suitable material or combination of materials, such as aluminum. Gray cast iron.
  • the cavity 12 is dimensioned so that it can be sufficiently flowed through with coolant to cool the housing 11 suitable.
  • the two shell elements 14, 16 each consist of a metal sheet.
  • the sheet is thereby converted accordingly to form the contour of the cooling jacket 18.
  • the shell element 14, 16 attached to the housing 11 consisting of turbine and bearing housing 10, 13.
  • At least one port 20 for an inlet and a port for a drain 22 of the coolant are provided on the cooling jacket 18.
  • One or both ports 20, 22 may be formed on a corresponding shell element 14, 16 or attached thereto as a separate part.
  • the sheet metal part as a shell element 14, 16 may also be provided a corresponding die-cast part. This is chosen in its material so that it is suitably fastened to the housing 11 or the turbine and bearing housing 10, 13. This means that the material of the shell elements 14, 16 is selected so that it can be welded and / or soldered, for example, to the turbine and bearing housing 10, 13. The same applies to the sheet metal parts described above.
  • mounting portions 24 may be provided, as shown in Figs. 1-3, to which the shell elements 14, 16 can be attached. Further, the shell members 14, 16 are joined together at their ends 26 (dotted line), such as by welding and / or brazing, to form the cavity 18 for the coolant.
  • cooling water As coolant, which is introduced into the cooling jacket 18 via the first connection 20 or inlet connection, cooling water can be used, for example, or another suitable coolant. Furthermore, as cooling water, for example, cooling water can be used from the engine or diverted from it, or cooling water can be provided in a separate circuit.
  • the cooling jacket 18 has, for example, an inlet port 20 for introducing the coolant and an outlet port 22 for discharging the coolant.
  • the two connections 20, 22 are arranged as far away from each other as possible in FIG.
  • the terminals 20, 22 are arranged substantially opposite one another. This has the advantage that the coolant first flows through the inlet port 20 on one side into the cooling jacket 18 or the cavity 12 formed by it. The fresh coolant flows on both sides around the housing 11 or the turbine and bearing housing 10, 13 in order to cool it accordingly. At the end of the used coolant flows through the outlet port 22 again out of the cooling jacket 18 and the cavity 12 out, as indicated by the arrows in Fig. 1.
  • the terminals 20, 22 can be arranged at the same height, as shown for example in the following in Fig. 3, or be provided at different heights. Furthermore, at least one, two or more
  • Inlet ports 20 and / or outlet ports 22 are provided, wherein the ports 20, 22 can be arbitrarily positioned to each other, preferably so that the coolant the housing 11 or the turbine and bearing housing 10, 13 suitably flow for cooling and can flow out of the cooling jacket 18 again. This applies to all embodiments of the invention.
  • the inlet and outlet ports 20, 22 can also be arranged, for example, on the same side or directly adjacent to or in the vicinity of each other, wherein the two ports 20, 22 in this case, for example, by a partition wall element (not shown) are substantially separated from each other.
  • the partition wall element is positioned in the cooling jacket 18 of the housing 11 in such a way that the coolant initially flows essentially into the cooling jacket 18 or its cavity 12 via the inlet connection 20 and does not immediately flow away again via the adjacent outlet connection 22, but initially the housing 11 or whose turbine and bearing housing 10, 13 flows against or at least partially or substantially flows around.
  • the partition wall member serves to substantially prevent mixing of the fresh coolant with a used coolant.
  • the partition wall element can in this case be provided or fastened, for example, to the turbine and bearing housing 10 and / or a corresponding shell element 14, 16.
  • the shell element may in this case be arranged and fastened between the inlet and outlet connection 20, 22 in such a way that it completely or at least partially separates one another, for example by arranging the partition wall element between the two connections 20, 22 over the entire length of the housing 11 at least over part of the length of the housing 11.
  • the cooled housing 11 is shown consisting of the turbine and bearing housing 10, 13 of FIG. 1 in a sectional view BB.
  • the turbine housing 10 has, for example, a receptacle 15 in the form of a depression, with which it is pushed onto the bearing housing 13 in order to connect the two housing parts and to adjust or align with each other.
  • the two shell elements 14, 16 are shown in FIG.
  • corresponding fastening portions 24 may be provided, for example in the form of recesses or steps into which the ends of the shell elements 14, 16 are inserted and fastened to the housing 11.
  • the attachment portions 24 on the turbine housing 10 are provided, for example, in the form of a recess 34 in Fig. 2 into which the respective shell member 14, 16 is inserted and connected to the turbine housing 10, e.g. welded and / or soldered.
  • the recess 34 in the form of a groove or a
  • Slit be formed, in which the shell member 14, 16 inserted and, for example, welded.
  • the respective fastening portions 24 on the turbine housing 10 may be the same or different, depending on the function and purpose. This applies to all embodiments according to the invention.
  • the turbine housing 10 and the bearing housing 13 are first formed as two separate parts, such as castings.
  • the two housing parts 10, 13 are assembled and fastened to each other so that no coolant can inadvertently penetrate therebetween.
  • the two housing parts 10, 13 are also connected to one another in a liquid-tight or gas-tight manner, for example by means of welding, soldering and / or screwing, whereby an additional suitable seal is provided between the housing parts 10, 13 in a screw connection becomes.
  • the turbine housing 10 and the bearing housing 13 may also be integrally formed, for example in the form of a contiguous casting (not shown).
  • According to the two housing parts 10, 13 and the shell elements 14, 16 are attached to the housing parts 10, 13 liquid-tight or gas-tight, as described above, depending on, for example, in which consistency the coolant is present in the cooling jacket 18.
  • At least one, two or more additional flow elements 28 may be provided inside the cooling jacket 18 for conducting, for example, a liquid coolant.
  • the two flow elements 28 may be formed, for example, in the form of a respective rib, which extends, for example, in the axial direction, as indicated in FIG. 2 in a greatly simplified manner with a dashed line.
  • the respective flow element 28 can be designed and oriented as desired in order to appropriately guide the flow of the coolant.
  • the flow elements 28 can thereby be formed on the turbine housing and / or bearing housings 10, 13, or there, for example. molded or attached to, and / or provided on the inside of the corresponding shell member 14, 16, or fastened or molded thereto.
  • the provision of flow elements 28 is an optional feature. This applies to all embodiments of the invention.
  • FIG. 3 shows a sectional view CC of the housing 11 consisting of the turbine and bearing housings 10, 13 according to FIG. 1, the two opposite inlet and outlet connections 20, 22 being shown for introducing and removing the coolant.
  • the inlet port 20 is provided on the second shell member 16, for example.
  • only one of the connections 20, 22 can be attached to one of the shell elements 14, 16.
  • the two terminals 20, 22 are for example separately attached to the respective shell element 14, 16 or formed on this or molded and as shown in Fig. 1 and 3, for example, provided with an additional connection element 36 and a connection cap ,
  • two feeds 38 are provided, through which the coolant is passed into the region 40 of the bearing assembly to cool them.
  • the cooling jacket 18 according to the invention is applicable to any type of cooling of a bearing arrangement in a bearing housing 13 and to any type of supply 38 of the coolant to the bearing assembly.
  • the illustration in FIG. 3 is merely exemplary and the invention is not limited thereto.
  • the cooling jacket 18 extends over the turbine housing 10 and substantially over the entire bearing housing 13. In principle, the cooling jacket 18 but also only over part of the turbine housing 10 and / or the bearing housing 13, depending on which part or section is to be additionally cooled.
  • the coolant such as cooling water
  • the coolant for cooling the housing 11 may, as described above, be taken from a cooling circuit of an engine connected to the turbocharger.
  • the cooling circuit is formed for example of an engine block, a thermostat, a radiator and a coolant pump. After cooling the housing 11, the coolant can be supplied to the cooling circuit again.
  • the invention is not limited to this embodiment of a refrigeration cycle.
  • the cooling jacket 18 for cooling the housing 11 this can also be made of less heat-resistant materials.
  • the respective housing 11 materials such as low-alloyed steels, aluminum, gray cast iron, etc. have.
  • the use of expensive alloying elements such as e.g. Nickel are omitted or its share is at least reduced. This further has the advantage that manufacturing costs can be reduced.
  • the turbine housing 10 or bearing housing 13 and the respective shell element 14, 16 is connected accordingly, for example by welding, soldering, screwing with a seal between the respective shell element 14, 16 and the housing 11 and / or gluing, to only a few fastening methods call.
  • the shell elements 14, 16 can each be made of the same material or of a different material, depending on the function and purpose. The same applies to the turbine housing 10 and the bearing housing 13th
  • cooling jacket 18 In addition to the cooling function of the cooling jacket 18 by introducing the coolant, it is also possible to use the cooling jacket 18, for example, instead of cooling only for heating, for example, if the turbine housing 10 and bearing housing 13 to be warmed or preheated in an operating condition. It is possible, for example, to use a cooling water already heated by the engine and to introduce it into the cooling jacket 18.

Abstract

The invention relates to a housing (11) consisting of a turbine housing (10) and a bearing housing 13) for a turbo charger. The housing (11) comprises a cooling jacket (18) that consists of at least one or more shell elements (14, 16) that are fixed to the outside of the housing (11) and that form therewith a cavity (12) into which a coolant can be introduced.

Description

Beschreibungdescription
Gekühltes Gehäuse bestehend aus einem Turbinengehäuse und einem Lagergehäuse eines TurboladersCooled housing consisting of a turbine housing and a bearing housing of a turbocharger
Die Erfindung betrifft ein gekühltes Gehäuse bestehend aus einem Turbinengehäuse und einem Lagergehäuse eines Turboladers und einen Turbolader mit einem solchen Gehäuse.The invention relates to a cooled housing consisting of a turbine housing and a bearing housing of a turbocharger and a turbocharger with such a housing.
Turbolader, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, weisen im Allgemeinen eine Turbine auf, die in einem Abgasstrom angeordnet ist. Im Betrieb liefert die Turbine, angetrieben von den Abgasen des Motors, die Antriebsenergie für den Verdichter. Der Abgasstrom, der dabei durch einen Abgas- krümmer in das Turbinengehäuse geleitet wird, treibt das Turbinenrad an und dieses wiederum ein Verdichterrad, das mit dem Turbinenrad auf einer Welle angeordnet ist. Die Welle ist hierbei in einem Lagergehäuse des Turboladers gelagert. Durch das Antreiben des Verdichters über die Turbine erhöht der Verdichter den Druck im Ansaugtrakt des Motors, wodurch während des Ansaugtaktes eine größere Menge Luft in den Zylinder gelangt. Dies bedeutet, dass mehr Sauerstoff zur Verfügung steht und eine größere Kraftstoffmenge verbrannt werden kann.Turbochargers, as known in the art, generally have a turbine disposed in an exhaust stream. In operation, the turbine, driven by the exhaust gases of the engine, supplies the drive energy for the compressor. The exhaust gas flow, which is conducted through an exhaust manifold into the turbine housing, drives the turbine wheel, which in turn drives a compressor wheel, which is arranged with the turbine wheel on a shaft. The shaft is hereby stored in a bearing housing of the turbocharger. By driving the compressor via the turbine, the compressor increases the pressure in the intake tract of the engine, whereby a larger amount of air enters the cylinder during the intake stroke. This means that more oxygen is available and a larger amount of fuel can be burned.
Der Abgasstrom mit seinen hohen Temperaturen, der durch den Turbolader geleitet wird, hat zur Folge, dass die Bauteile des Turboladers, insbesondere das Turbinengehäuse, thermisch stark belastet werden. Dabei können beispielsweise Abgastemperaturen von bis zu 11000C bei PKW Ottomotoren erreicht wer- den. Insbesondere im Vollastbetrieb oder in einem vollastnahen Betrieb kann es daher zu erheblichen Temperaturbelastungen der Bauteile des Turboladers kommen.The exhaust gas flow with its high temperatures, which is passed through the turbocharger, has the consequence that the components of the turbocharger, in particular the turbine housing, are thermally heavily loaded. In this case, for example, exhaust gas temperatures of up to 1100 0 C in passenger car gasoline engines can be achieved. In particular, in full-load operation or in full-load operation, it can therefore lead to significant thermal stress on the components of the turbocharger.
Bisher wird im Stand der Technik im Wesentlichen auf eine ge- eignete Wahl von Materialen zur Herstellung der Gehäuseteile des Turboladers gesetzt. Die Auswahl der Materialien erfolgt dabei unter dem Gesichtspunkt einer ausreichenden Festigkeit bei hohen Temperaturen. Dabei werden als Materialien hoch wärmebeständige Werkstoffe eingesetzt, die im Allgemeinen hohe Anteile sehr teurer Legierungselemente aufweisen, wie beispielsweise Nickel. Ein hoher Nickelanteil im Werkstoff bewirkt, dass Gusswerkstoffe den hohen Temperaturen besser standhalten können. Nickel hat jedoch den Nachteil, dass er ein verhältnismäßig teurer Werkstoff ist. Im Stand der Technik wird daher angestrebt, alternative Werkstoffe bzw. Werkstoffkombination einzusetzen, die günstiger im Preis sind, aber ebenfalls für hohe Bauteiltemperaturen geeignet sind und insbesondere keine großen Anteile teurer Legierungselemente, wie Nickel, benötigen.Up to now, the prior art has essentially relied on a suitable choice of materials for producing the housing parts of the turbocharger. The selection of materials takes place from the standpoint of sufficient strength at high temperatures. Here are high as materials used heat-resistant materials, which generally have high levels of very expensive alloying elements, such as nickel. A high nickel content in the material means that cast materials can better withstand the high temperatures. However, nickel has the disadvantage that it is a relatively expensive material. The prior art therefore seeks to use alternative materials or material combination, which are cheaper in price, but are also suitable for high component temperatures and in particular no large proportions of expensive alloying elements, such as nickel, need.
Des Weiteren ist aus dem Stand der Technik bekannt das Turbinengehäuse mit einem eingegossenen Kühlwassermantel zu verse- hen, um die Bauteiltemperatur geeignet zu senken. Ein solcher eingegossener Kühlwassermantel hat jedoch den Nachteil, dass er bei kleinen Turboladern, wie sie beispielsweise in Kraftfahrzeugen eingesetzt werden, schwierig herzustellen ist, da hierfür ein entsprechender Kern vorgesehen werden muss.Furthermore, it is known from the prior art to provide the turbine housing with a cast-in cooling water jacket in order to lower the component temperature appropriately. However, such a cast-in cooling water jacket has the disadvantage that it is difficult to produce in small turbochargers, such as those used in motor vehicles, since a corresponding core must be provided for this purpose.
Aus der DE 203 11 703 ist hierbei ein Turbolader für den Marineeinsatz bekannt. Der Turbolader weist dabei ein gekühltes Turbinen- und Lagergehäuse auf. Das Turbinengehäuse ist hierbei doppelwandig ausgebildet und wird mittels Seewasser ge- kühlt. Das Lagergehäuse weist weiter eine eigene zusätzliche Kühlungseinrichtung auf, wobei das Lagergehäuse mittels eines Kühlmittels aus einem Kühlmittelkreislauf eines angeschlossenen Motors gekühlt wird, statt mit Seewasser, wie das Turbinengehäuse .From DE 203 11 703 in this case a turbocharger for marine use is known. The turbocharger has a cooled turbine and bearing housing. The turbine casing is double-walled and cooled by seawater. The bearing housing further has its own additional cooling device, wherein the bearing housing is cooled by means of a coolant from a coolant circuit of a connected engine, instead of seawater, such as the turbine housing.
Weiter ist aus der DE 100 22 052 ein Turbinengehäuse eines Turboladers bekannt. Das Turbinengehäuse weist dabei beispielsweise einen dreiwandigen Aufbau auf. Das Außengehäuse besteht hierbei aus mehreren Schalen, sowie einem ange- schweißten Wasserzu- und -ablauf . Die äußere und mittlereFurthermore, DE 100 22 052 discloses a turbine housing of a turbocharger. The turbine housing has, for example, a three-walled construction. The outer housing consists of several shells, as well as a welded-in water inlet and outlet. The outer and middle
Wand bilden dabei einen Hohlraum durch den ein Kühlmittel geleitet wird. Die innere und mittlere Wand bilden ebenfalls einen Hohlraum, der eine Luftspaltisolierung bildet, wobei in diesem Hohlraum zusätzlich ein Schiebesitz angeordnet ist, der den thermisch bedingten Längenausgleich zwischen den Blechteilen ermöglicht. Ein Drahtkissen stabilisiert dabei den Schiebesitz.Wall form a cavity through which a coolant is passed. The inner and middle walls also form a cavity forming an air gap insulation, wherein This cavity is additionally arranged a sliding seat, which allows the thermally induced length compensation between the sheet metal parts. A wire cushion stabilizes the sliding seat.
Das Turbinengehäuse hat jedoch den Nachteil, dass es einen komplizierten Aufbau aufweist, durch die dreiwandige Konstruktion. Dies führt dazu, dass das Turbinengehäuse aufwendig in der Herstellung und Montage ist. Außerdem ist nur das Turbinengehäuse mit einer Kühlung versehen, nicht aber dasHowever, the turbine housing has the disadvantage that it has a complicated structure, by the three-walled construction. This results in that the turbine housing is expensive to manufacture and assemble. In addition, only the turbine housing is provided with a cooling, but not the
Lagergehäuse. Dies hat den Nachteil, dass die Funktionalität der Turbolader-Lagerung nach Hot Soak Konditionen beeinträchtigt werden kann.Bearing housing. This has the disadvantage that the functionality of the turbocharger storage can be affected by hot soak conditions.
Demnach ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Gehäuse eines Turboladers bereitzustellen, mit einer verbesserten Kühlungseinrichtung.Accordingly, it is the object of the present invention to provide a housing of a turbocharger, with an improved cooling device.
Diese Aufgabe wird durch ein Gehäuse mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved by a housing having the features of patent claim 1.
Demgemäß wird erfindungsgemäß ein Gehäuse, bestehend aus einem Turbinengehäuse und einem Lagergehäuse, für einen Turbolader bereitgestellt, wobei das Gehäuse einen Kühlmantel auf- weist, wobei der Kühlmantel aus wenigstens einem oder mehreren Schalenelementen gebildet ist, die außen an dem Gehäuse befestigt sind und mit diesem einen Hohlraum bilden, in welchen ein Kühlmittel einführbar ist.Accordingly, according to the invention a housing, consisting of a turbine housing and a bearing housing, provided for a turbocharger, wherein the housing has a cooling jacket, wherein the cooling jacket is formed from at least one or more shell elements, which are externally attached to the housing and with this form a cavity in which a coolant is insertable.
Das gekühlte Gehäuse, bestehend aus einem Turbinengehäuse und einem Lagergehäuse hat den Vorteil, dass es einfach und kostengünstig herzustellen ist, im Gegensatz zu dem dreiwandigen Turbinengehäuse, gemäß dem Stand der Technik, das aus drei Blechlagen zusammengeschweißt werden muss. Des Weiteren er- möglicht die zusätzliche Kühlung des Lagergehäuses, dass die Funktionalität der Lagerung der Welle auch nach Hot Soak Konditionen erhalten bleibt. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.The cooled housing, consisting of a turbine housing and a bearing housing has the advantage that it is simple and inexpensive to manufacture, in contrast to the three-walled turbine housing, according to the prior art, which must be welded together from three sheet metal layers. Furthermore, the additional cooling of the bearing housing allows the functionality of the bearing of the shaft to be maintained even after hot soak conditions. Advantageous embodiments and modifications of the invention will become apparent from the dependent claims and the description with reference to the drawings.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung sind das Turbinengehäuse und das Lagergehäuse des Kombigehäuses beispielsweise einstückig oder zweistückig ausgebildet. Die einstückige Ausführungsform hat den Vorteil, dass auf ein dichtes Verbinden des Turbinengehäuse und des Lagergehäuses zu einem Gehäuse verzichtet werden kannAccording to one embodiment of the invention, the turbine housing and the bearing housing of the Kombigehäuses are formed, for example, in one piece or two pieces. The one-piece embodiment has the advantage that it is possible to dispense with a tight connection of the turbine housing and the bearing housing to a housing
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform weist das Turbinengehäuse und/oder das Lagergehäuse eine entsprechende Aufnahme auf, um das andere Gehäuseteil darin entsprechend aufzunehmen. Die Aufnahme kann dabei beliebig ausgebildet sein, beispielsweise als eine Vertiefung oder ein Vorsprung auf den das andere Gehäuseteil aufgeschoben wird. Durch die Aufnahme können die beiden Gehäuseteile einfach zueinander ausgerichtet und justiert werden, bevor sie fest miteinander verbunden werden.In a further embodiment of the invention, the turbine housing and / or the bearing housing on a corresponding receptacle to accommodate the other housing part therein accordingly. The receptacle can be designed as desired, for example as a depression or a projection on which the other housing part is pushed. By receiving the two housing parts can be easily aligned with each other and adjusted before they are firmly connected.
In einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist das jeweilige Schalenelement zum Befestigen an dem Gehäuse und zum Ausbilden des Kühlmantels beispielsweise ein Blechteil oder ein Druckgussteil. Das Blechteil hat den Vorteil einer konstanten Dicke, wobei es beispielsweise umgeformt werden kann, um die entsprechende Kontur des Kühlmantels auszubilden. Das Druckgussteil braucht wiederum nicht umgeformt zu werden, sondern kann auch beispielsweise mit einer komplexeren Kontur ausgebildet werden.In another embodiment of the invention, the respective shell element for attachment to the housing and for forming the cooling jacket, for example, a sheet metal part or a die-cast part. The sheet metal part has the advantage of a constant thickness, wherein it can be, for example, deformed to form the corresponding contour of the cooling jacket. The die cast part in turn does not need to be reshaped, but can also be formed, for example, with a more complex contour.
Gemäß einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform weist der Kühlmantel beispielsweise wenigstens einen Einlassan- schluss zum Einlassen eines Kühlmittels und wenigstens ein Auslassanschluss zum Ablassen des Kühlmittels an dem Kühlmantel auf. Der Einlass- und Auslassanschluss können hierbei benachbart zueinander bzw. auf derselben Seite am Gehäuse angeordnet sein. Dabei kann wahlweise zusätzlich ein Trennwand- element zwischen den beiden Anschlüssen angeordnet werden. Diese hat den Vorteil, dass es verhindert, dass das frische, in den Kühlmantel eingeleitete Kühlmittel gleich wieder beim benachbarten Auslass ausströmt, bevor es das Gehäuse ausrei- chend angeströmt hat.According to another embodiment of the invention, the cooling jacket, for example, at least one inlet port for the admission of a coolant and at least one outlet port for discharging the coolant to the cooling jacket. The inlet and outlet ports may in this case be arranged adjacent to one another or on the same side on the housing. Optionally, a partition wall element can be arranged between the two terminals. This has the advantage that it prevents the fresh coolant introduced into the cooling jacket from escaping again at the adjacent outlet before it has flowed sufficiently into the housing.
In einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform sind der Einlass- und Auslassanschluss voneinander weg am Kühlmantel angeordnet, beispielsweise auf gegenüberliegenden Seiten. Dies hat den Vorteil, dass kein Trennwandelement zwischen den beiden Anschlüssen notwendig ist.In another embodiment according to the invention, the inlet and outlet ports are arranged away from one another on the cooling jacket, for example on opposite sides. This has the advantage that no partition element between the two terminals is necessary.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform ist das jeweilige Schalenelement an dem Gehäuse, beispielsweise mit- tels Schweißen, Löten, Verschrauben und/oder Verkleben usw. befestigbar. Das Turbinengehäuse und/oder das Lagergehäuse des Gehäuses können wahlweise entsprechende Befestigungsabschnitte aufweisen, zum Erleichtern der Aufnahme und Befestigung des jeweiligen Schalenelements. Der Befestigungsab- schnitt kann hierbei beliebig ausgebildet sein, beispielsweise in Form einer Vertiefung bzw. einer Stufe, einer Nut oder eines Schlitzes usw., um das jeweilige Schalenelement geeignet aufzunehmen. Die Befestigungsabschnitte können dabei gleich oder unterschiedlich ausgebildet sein.In a further embodiment according to the invention, the respective shell element can be fastened to the housing, for example by means of welding, soldering, screwing and / or gluing etc. The turbine housing and / or the bearing housing of the housing may optionally have corresponding attachment portions, to facilitate the reception and attachment of the respective shell member. The fastening section may in this case be of any desired design, for example in the form of a depression or a step, a groove or a slot, etc., in order to receive the respective shell element in a suitable manner. The attachment portions may be the same or different.
Gemäß einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform wird als Kühlmittel beispielsweise Kühlwasser verwendet, das von einem, an einen Turbolader des Gehäuses, angeschlossenen Motor abgezweigt wird. Dies hat den Vorteil, dass ein bereits vorhandener Kühlkreislauf genutzt werden kann.According to another embodiment of the invention, for example cooling water is used as the coolant, which is branched off from a motor connected to a turbocharger of the housing. This has the advantage that an already existing cooling circuit can be used.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform werden das Turbinengehäuse, das Lagergehäuse und/oder das jeweilige Schalenelement zumindest teilweise oder vollständig aus einem Kunststoff (en) und/oder Faserverbundwerkstoff (en) hergestellt. Die Teile werden hierbei geeignet dicht miteinander verbunden. Solche Kunststoffe bzw. Faserverbundwerkstoffe ha- ben den Vorteil, dass sie verhältnismäßig leicht sind und so das Gewicht des Turboladers reduziert werden kann.In a further embodiment of the invention, the turbine housing, the bearing housing and / or the respective shell element at least partially or completely from a plastic (s) and / or fiber composite material (s) are produced. The parts are suitably sealed together. Such plastics or fiber composite materials ben advantage that they are relatively light and so the weight of the turbocharger can be reduced.
In einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform weist das Lagergehäuse wenigstens eine oder mehrere Zuführungen auf, um einen Teil oder im Wesentlichen die gesamte Lageranordnung, die in dem Lagergehäuse gelagert ist zu kühlen. Über die Zuführungen wird dabei Kühlmittel in den Bereich der Lageranordnung geleitet und wahlweise auch das gebrauchte bzw. er- wärmte Kühlmittel über eine entsprechende Zuführung bzw.In another embodiment of the invention, the bearing housing has at least one or more feeds to cool a portion or substantially all of the bearing assembly stored in the bearing housing. In this case, coolant is conducted into the area of the bearing arrangement via the feeders and optionally also the used or heated coolant via a corresponding feed or
Rückführung wieder abgeleitet. Dies hat den Vorteil, dass das Kühlmittel näher an die Lageranordnung geführt werden kann und dadurch eine verbesserte Kühlung erzielt werden kann.Return derived again. This has the advantage that the coolant can be guided closer to the bearing assembly and thereby improved cooling can be achieved.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnungen angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to the exemplary embodiments indicated in the schematic figures of the drawings. Show it:
Fig. 1 eine Perspektivansicht eines gekühlten Gehäu- ses eines Turboladers bestehend aus einem Turbinen- und Lagergehäuses gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;1 is a perspective view of a cooled housing of a turbocharger consisting of a turbine and bearing housing according to an embodiment of the invention;
Fig. 2 eine Schnittansicht B-B des gekühlten Turbi- nen- und Lagergehäuses gemäß Fig. 1; undFIG. 2 shows a sectional view B-B of the cooled turbine and bearing housing according to FIG. 1; FIG. and
Fig. 3 eine weitere Schnittansicht C-C des gekühlten Turbinen- und Lagergehäuses gemäß Fig. 1, wobei ein Anschluss für das Einleiten und ein Anschluss für das Ablassen des Kühlmittels gezeigt ist.Fig. 3 is a further sectional view C-C of the cooled turbine and bearing housing of FIG. 1, wherein a connection for the introduction and a connection for the discharge of the coolant is shown.
Im Folgenden wird anhand der Figuren an einem Beispiel ein erfindungsgemäßes, gekühltes Gehäuse eines Turboladers bestehend aus einem Turbinen- und Lagergehäuse erläutert. Ein solcher Turbolader kann beispielsweise insbesondere bei einem Pkw-Fahrzeug oder einem anderen Kraftfahrzeug eingesetzt werden .In the following, an inventive, cooled housing of a turbocharger consisting of a turbine and bearing housing is explained with reference to the figures an example. Such a turbocharger can, for example, in particular in a Car or other motor vehicle.
Der Ansatz der Erfindung zielt u.a. auf eine Integration des Lagergehäuses und des Turbinengehäuses in ein Gehäuseteil bzw. ein Gussteil ab, bei dem die notwendige Kühlung des Tur- binengehäusewerkstoffs und der Lagerung durch einen Kühlmantel bewerkstelligt wird. Der Kühlmantel wird dabei aus wenigstens einem, zwei, drei oder mehr Schalenelementen gebil- det, die um das Kombigehäuse bestehend aus dem Turbinen- und Lagergehäuse herum befestigt werden und dabei einen Hohlraum mit dem Gehäuse bilden in welchen das Kühlmittel eingebracht werden kann.The approach of the invention aims, inter alia. to an integration of the bearing housing and the turbine housing in a housing part or a casting, in which the necessary cooling of the tur- binengehäusewerkstoffs and the storage is accomplished by a cooling jacket. The cooling jacket is thereby formed from at least one, two, three or more shell elements, which are fastened around the combination housing consisting of the turbine and bearing housing and thereby form a cavity with the housing into which the coolant can be introduced.
Ziel der Erfindung ist die Verringerung der Bauteiltemperatur des Turbinengehäuses, um die Verwendung von günstigeren Werkstoffen zu ermöglichen. Gleichzeitig soll das Lagergehäuse in das Turbinengehäuse integriert werden und der Kühlmantel auf zu kühlende Bereiche des Lagergehäuses ausgedehnt werden. Da- durch kann beispielsweise die Funktionalität der Turbolader- Lagerung auch nach Hot Soak Konditionen erhalten bleiben.The aim of the invention is to reduce the component temperature of the turbine housing to allow the use of cheaper materials. At the same time, the bearing housing is to be integrated into the turbine housing and the cooling jacket to be cooled to be cooled areas of the bearing housing. As a result, for example, the functionality of the turbocharger bearing can be retained even after hot soak conditions.
Der Hohlraum, der um das eigentliche Turbinen- und Lagergehäuseteil gebildet wird, indem wenigstens ein oder mehrere Schalenelementen an dem Gehäuse befestigt werden, ist dabei so ausgebildet, dass er zur Durchströmung mit einem Kühlmittel geeignet ist und beliebig weit auf den Lagergehäusebereich ausgedehnt werden kann. Beispielsweise im Wesentlichen über den ganzen Lagergehäuseteil oder einen Abschnitt des La- gergehäuses.The cavity, which is formed around the actual turbine and bearing housing part by at least one or more shell elements are attached to the housing, is designed so that it is suitable for the flow with a coolant and can be extended as far as desired on the bearing housing area. For example, substantially over the entire bearing housing part or a portion of the bearing housing.
In Fig. 1 ist eine Perspektivansicht des erfindungsgemäßen Gehäuses 11 eines Turboladers gezeigt, welches aus einem Turbinengehäuse 10 und einem Lagergehäuses 13 besteht. Beide Ge- häusebereiche 10, 13 sind hierbei mit einem Kühlmantel 18 versehen. Der Turbinengehäuseabschnitt 10 weist im vorliegenden Fall eine Einrichtung zum Betätigen eines Bypasskanals 32 auf. Grundsätzlich ist das erfindungsgemäße gekühlte Kombige- häuse 11 aus Turbinen- und Lagergehäuse 10, 13 aber unabhängig von einer solchen Einrichtung zum Betätigen eines Bypass- kanals 32. Es kann prinzipiell jede Art von Turbolader mit einem Turbinen- und Lagergehäuse 10, 13 verwendet werden.FIG. 1 shows a perspective view of the housing 11 according to the invention of a turbocharger, which consists of a turbine housing 10 and a bearing housing 13. Both housing areas 10, 13 are hereby provided with a cooling jacket 18. The turbine housing section 10 in the present case has a device for actuating a bypass channel 32. In principle, the cooled combined product according to the invention is housing 11 from turbine and bearing housings 10, 13 but independent of such a device for actuating a bypass channel 32. It can in principle any type of turbocharger with a turbine and bearing housings 10, 13 are used.
Der Kühlmantel 18 wird in Fig. 1 beispielsweise aus zwei Schalenelementen 14, 16 gebildet. Das jeweilige Schalenelement 14, 16 kann, wenn das Turbinen- und/oder Lagergehäuse 10, 13 beispielsweise aus einer Aluminiumlegierung oder Stahl gefertigt ist, beispielsweise aus einem Blech bestehen, das an dem Turbinen- und Lagergehäuse befestigt wird. Zum Befestigen kann das jeweilige Schalenelement 14, 16 beispielsweise an das Kombigehäuse 11 geschweißt oder gelötet werden oder andersweitig befestigt werden. Dabei kann ein Schalenelement 14, 16 aus Blech beispielsweise eine Blechdicke von 0,8mm bis 2mm aufweisen. Die Blechdicke ist aber nicht auf diesen Bereich beschränkt, sondern kann auch kleiner oder größer gewählt werden, je nach Funktion und Einsatzzweck.The cooling jacket 18 is formed in FIG. 1, for example, from two shell elements 14, 16. The respective shell element 14, 16 can, for example, when the turbine and / or bearing housing 10, 13 is made of an aluminum alloy or steel, for example, consist of a metal sheet, which is attached to the turbine and bearing housing. For fastening, the respective shell element 14, 16 can be welded or soldered, for example, to the combi housing 11 or otherwise secured. In this case, a shell element 14, 16 of sheet metal, for example, have a sheet thickness of 0.8mm to 2mm. The sheet thickness is not limited to this range, but can also be chosen smaller or larger, depending on the function and purpose.
Ist das Gehäuse 11 bestehend aus dem Turbinen- und Lagergehäuse 10, 13 beispielsweise aus einer Aluminiumlegierung, so kann das jeweilige Schalenelemente 14, 16 aus einem Druckgussteil gefertigt sein, das mit der Aluminiumlegierung beispielsweise verschweißbar oder verlötbar ist. Dabei kann das Druckgussteil zum Beispiel eine Wanddicke in einem Bereich von 2mm bis 3mm bzw. 2,5mm bis 3mm aufweisen, wobei die Wanddicke des Druckgussteils aber nicht auf diesen Bereich beschränkt ist, sondern auch kleiner oder größer gewählt werden kann, je nach Funktion und Einsatzzweck.If the housing 11 consisting of the turbine and bearing housing 10, 13, for example, an aluminum alloy, then the respective shell elements 14, 16 may be made of a diecast part, which is welded or soldered to the aluminum alloy, for example. In this case, the die cast part, for example, have a wall thickness in a range of 2mm to 3mm or 2.5mm to 3mm, but the wall thickness of the diecast part is not limited to this area, but can also be chosen smaller or larger, depending on the function and application.
Abhängig davon, ob ein im Wesentlichen flüssiges oder beispielsweise auch gasförmiges Kühlmittel in dem Kühlmantel 18 vorliegt, wird das jeweilige Schalenelementen 14, 16 an dem Turbinen- und Lagergehäuse 10, 13 flüssigkeitsdicht bzw. gas- dicht befestigt, beispielsweise verschweißt und/oder verlötet, um den geeigneten Hohlraum 12 für das Kühlmittel bereitzustellen. Es kann jedoch auch jede andere Art der Befestigung und Abdichtung vorgesehen werden, die geeignet ist die Schalenelemente 14, 16 mit dem Gehäuse 11 flüssigkeitsdicht bzw. gasdicht zu verbinden.Depending on whether a substantially liquid or, for example, also gaseous coolant is present in the cooling jacket 18, the respective shell elements 14, 16 are attached to the turbine and bearing housing 10, 13 in a liquid-tight or gastight manner, for example welded and / or soldered, to provide the appropriate cavity 12 for the coolant. However, it can also be provided any other type of attachment and sealing, which is suitable Shell elements 14, 16 to the housing 11 to connect liquid-tight or gas-tight.
Das Turbinen- und Lagergehäuse 10, 13, wie es in Fig. 1 ge- zeigt ist, ist beispielsweise ein Gussteil, zum Beispiel aus einer Aluminiumlegierung oder einem anderen geeigneten Werkstoff oder Werkstoffkombination, wie z.B. Grauguss. Die beiden Schalenelemente 14, 16, die im vorliegenden Beispiel an dem Turbinen- und Lagergehäuse 10, 13 befestigt sind, bilden den Kühlmantel 18 bzw. den Hohlraum 12, in welchen das Kühlmittel eingeführt wird. Der Hohlraum 12 ist dabei so dimensioniert, dass er ausreichend mit Kühlmittel durchströmt werden kann, um das Gehäuse 11 geeignet zu kühlen.The turbine and bearing housing 10, 13, as shown in FIG. 1, is for example a casting, for example of an aluminum alloy or other suitable material or combination of materials, such as aluminum. Gray cast iron. The two shell elements 14, 16, which are fastened to the turbine and bearing housings 10, 13 in the present example, form the cooling jacket 18 or the cavity 12 into which the coolant is introduced. The cavity 12 is dimensioned so that it can be sufficiently flowed through with coolant to cool the housing 11 suitable.
Im vorliegenden Fall, wie er in Fig. 1 gezeigt ist, bestehen die beiden Schalenelemente 14, 16 jeweils aus einem Blech. Das Blech wird dabei entsprechend umgeformt, um die Kontur des Kühlmantels 18 zu bilden. Anschließend werden die Schalenelement 14, 16 an dem Gehäuse 11 bestehend aus Turbinen- und Lagergehäuse 10, 13 befestigt.In the present case, as shown in Fig. 1, the two shell elements 14, 16 each consist of a metal sheet. The sheet is thereby converted accordingly to form the contour of the cooling jacket 18. Subsequently, the shell element 14, 16 attached to the housing 11 consisting of turbine and bearing housing 10, 13.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, ist wenigstens ein Anschluss 20 für einen Zulauf und ein Anschluss für einen Ablauf 22 des Kühlmittels an dem Kühlmantel 18 vorgesehen. Ein oder beide Anschlüsse 20, 22 können dabei an einem entsprechenden Schalenelement 14, 16 ausbildet oder an diesem als separates Teil befestigt sein. Alternativ zu dem Blechteil als Schalenelement 14, 16 kann auch ein entsprechendes Druckgussteil vorgesehen sein. Dieses ist in seinem Material so gewählt, dass es an dem Gehäuse 11 bzw. dem Turbinen- und Lagergehäuse 10, 13 geeignet befestigbar ist. Das bedeutet, dass das Material der Schalenelemente 14, 16 so gewählt ist, dass es beispielsweise mit dem Turbinen- und Lagergehäuse 10, 13 verschweißt und/oder verlötet werden kann. Entsprechendes gilt auch für die zuvor beschriebenen Blechteile.As shown in FIG. 1, at least one port 20 for an inlet and a port for a drain 22 of the coolant are provided on the cooling jacket 18. One or both ports 20, 22 may be formed on a corresponding shell element 14, 16 or attached thereto as a separate part. As an alternative to the sheet metal part as a shell element 14, 16 may also be provided a corresponding die-cast part. This is chosen in its material so that it is suitably fastened to the housing 11 or the turbine and bearing housing 10, 13. This means that the material of the shell elements 14, 16 is selected so that it can be welded and / or soldered, for example, to the turbine and bearing housing 10, 13. The same applies to the sheet metal parts described above.
An dem Gehäuse 11 bzw. dessen Turbinengehäuseteil 10 und Lagergehäuseteil 10 können entsprechende Befestigungsabschnitte 24 vorgesehen sein, wie in den Fig. 1-3 gezeigt ist, an denen die Schalenelemente 14, 16 befestigt werden können. Des Weiteren werden die Schalenelemente 14, 16 an ihren Enden 26 (gepunktete Linie) miteinander verbunden, beispielsweise e- benfalls durch Schweißen und/oder Löten, um den Hohlraum 18 für das Kühlmittel zu bilden.On the housing 11 or its turbine housing part 10 and bearing housing part 10 can corresponding mounting portions 24 may be provided, as shown in Figs. 1-3, to which the shell elements 14, 16 can be attached. Further, the shell members 14, 16 are joined together at their ends 26 (dotted line), such as by welding and / or brazing, to form the cavity 18 for the coolant.
Als Kühlmittel, das über den ersten Anschluss 20 bzw. Ein- lassanschluss in den Kühlmantel 18 eingeleitet wird, kann hierbei beispielsweise Kühlwasser verwendet werden oder ein anderes geeignetes Kühlmittel. Des Weiteren kann als Kühlwasser beispielsweise Kühlwasser aus dem Motor genutzt bzw. davon abgezweigt werden oder Kühlwasser in einem separaten Kreislauf bereitgestellt werden.As coolant, which is introduced into the cooling jacket 18 via the first connection 20 or inlet connection, cooling water can be used, for example, or another suitable coolant. Furthermore, as cooling water, for example, cooling water can be used from the engine or diverted from it, or cooling water can be provided in a separate circuit.
Wie in Fig. 1 dargestellt ist, weist der Kühlmantel 18 beispielsweise einen Einlassanschluss 20 zum Einleiten des Kühlmittels auf und einen Auslassanschluss 22 zum Abführen des Kühlmittels. Die beiden Anschlüsse 20, 22 sind in Fig. 1 hierbei möglichst weit voneinander weg angeordnet. Die Anschlüsse 20, 22 sind beispielsweise im Wesentlichen gegenüberliegend angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass das Kühlmittel zunächst durch den Einlassanschluss 20 an einer Seite in den Kühlmantel 18 bzw. den durch ihn gebildeten Hohlraum 12 fließt. Das frische Kühlmittel strömt dabei zu beiden Seiten um das Gehäuse 11 bzw. das Turbinen- und Lagergehäuse 10, 13 herum, um dieses entsprechend zu kühlen. Am Ende fließt das gebrauchte Kühlmittel über den Auslassanschluss 22 wieder aus dem Kühlmantel 18 bzw. dem Hohlraum 12 heraus, wie mit den Pfeilen in Fig. 1 angedeutet ist.As shown in FIG. 1, the cooling jacket 18 has, for example, an inlet port 20 for introducing the coolant and an outlet port 22 for discharging the coolant. In this case, the two connections 20, 22 are arranged as far away from each other as possible in FIG. For example, the terminals 20, 22 are arranged substantially opposite one another. This has the advantage that the coolant first flows through the inlet port 20 on one side into the cooling jacket 18 or the cavity 12 formed by it. The fresh coolant flows on both sides around the housing 11 or the turbine and bearing housing 10, 13 in order to cool it accordingly. At the end of the used coolant flows through the outlet port 22 again out of the cooling jacket 18 and the cavity 12 out, as indicated by the arrows in Fig. 1.
Die Anschlüsse 20, 22 können dabei auf derselben Höhe, wie beispielsweise auch im nachfolgenden in Fig. 3 gezeigt ist, angeordnet sein, oder auf unterschiedlichen Höhen vorgesehen werden. Des Weiteren können wenigstens ein, zwei oder mehrThe terminals 20, 22 can be arranged at the same height, as shown for example in the following in Fig. 3, or be provided at different heights. Furthermore, at least one, two or more
Einlassanschlüsse 20 und/oder Auslassanschlüsse 22 vorgesehen werden, wobei die Anschlüsse 20, 22 zueinander beliebig positioniert werden können, vorzugsweise so, dass das Kühlmittel das Gehäuse 11 bzw. das Turbinen- und Lagergehäuse 10, 13 zum Kühlen geeignet anströmen und aus dem Kühlmantel 18 wieder abströmen kann. Dies gilt für alle Ausführungsformen der Erfindung.Inlet ports 20 and / or outlet ports 22 are provided, wherein the ports 20, 22 can be arbitrarily positioned to each other, preferably so that the coolant the housing 11 or the turbine and bearing housing 10, 13 suitably flow for cooling and can flow out of the cooling jacket 18 again. This applies to all embodiments of the invention.
In einer alternativen, nicht dargestellten Ausführungsform, können der Einlass- und Auslassanschluss 20, 22 auch beispielsweise auf der gleichen Seite oder direkt benachbart zueinander oder in der Nähe voneinander angeordnet werden, wo- bei die beiden Anschlüsse 20, 22 hierbei beispielsweise durch ein Trennwandelement (nicht dargestellt) im Wesentlichen voneinander getrennt sind. Das Trennwandelement ist dabei im Kühlmantel 18 des Gehäuses 11 so positioniert, dass das Kühlmittel im Wesentlichen über den Einlassanschluss 20 zunächst in den Kühlmantel 18 bzw. dessen Hohlraum 12 einströmt und nicht sofort über den benachbarten Auslassanschluss 22 wieder abströmt, sondern zunächst das Gehäuse 11 bzw. dessen Turbinen- und Lagergehäuse 10, 13 anströmt bzw. zumindest teilweise oder im Wesentlichen umströmt. Ist das Kühlmittel um das Turbinen- und Lagergehäuse 10, 13 im Wesentlichen herum geströmt und hat hierbei beispielsweise Wärme des heißen oder warmen Turbinen- und Lagergehäuses 10, 13 aufgenommen, so strömt es über den Auslassanschluss 22 wieder aus dem Kühlmantel 18 hinaus. Wie zuvor beschrieben, dient das Trennwand- element dazu ein Vermischen des frischen Kühlmittels mit einem gebrauchten bzw. verbrauchten Kühlmittel im Wesentlichen zu verhindern. Das Trennwandelement kann hierbei beispielsweise an dem Turbinen- und Lagergehäuse 10 und/oder einem entsprechenden Schalenelement 14, 16 vorgesehen bzw. befes- tigt sein. Das Schalenelement kann dabei zwischen dem Einlass- und Auslassanschluss 20, 22 derart angeordnet und befestigt sein, dass es diese vollständig oder zumindest teilweise voneinander trennt, indem das Trennwandelement beispielsweise über die gesamte Länge des Gehäuses 11 zwischen den beiden Anschlüssen 20, 22 angeordnet ist oder zumindest über einen Teil der Länge des Gehäuses 11. In Fig. 2 ist das gekühlte Gehäuse 11 bestehend aus dem Turbinen- und Lagergehäuse 10, 13 gemäß Fig. 1 in einer Schnittansicht B-B dargestellt. Das Turbinengehäuse 10 weist beispielsweise eine Aufnahme 15 in Form einer Vertiefung auf, mit der es auf das Lagergehäuse 13 aufgeschoben wird, um die beiden Gehäuseteile zu verbinden und zueinander zu justieren bzw. auszurichten.In an alternative embodiment, not shown, the inlet and outlet ports 20, 22 can also be arranged, for example, on the same side or directly adjacent to or in the vicinity of each other, wherein the two ports 20, 22 in this case, for example, by a partition wall element ( not shown) are substantially separated from each other. The partition wall element is positioned in the cooling jacket 18 of the housing 11 in such a way that the coolant initially flows essentially into the cooling jacket 18 or its cavity 12 via the inlet connection 20 and does not immediately flow away again via the adjacent outlet connection 22, but initially the housing 11 or whose turbine and bearing housing 10, 13 flows against or at least partially or substantially flows around. If the coolant has flowed around the turbine and bearing housings 10, 13 substantially and has absorbed, for example, heat from the hot or warm turbine and bearing housings 10, 13, then it flows out of the cooling jacket 18 again via the outlet connection 22. As described above, the partition wall member serves to substantially prevent mixing of the fresh coolant with a used coolant. The partition wall element can in this case be provided or fastened, for example, to the turbine and bearing housing 10 and / or a corresponding shell element 14, 16. The shell element may in this case be arranged and fastened between the inlet and outlet connection 20, 22 in such a way that it completely or at least partially separates one another, for example by arranging the partition wall element between the two connections 20, 22 over the entire length of the housing 11 at least over part of the length of the housing 11. In Fig. 2, the cooled housing 11 is shown consisting of the turbine and bearing housing 10, 13 of FIG. 1 in a sectional view BB. The turbine housing 10 has, for example, a receptacle 15 in the form of a depression, with which it is pushed onto the bearing housing 13 in order to connect the two housing parts and to adjust or align with each other.
Des Weiteren sind in Fig. 2 die beiden Schalenelemente 14, 16 gezeigt. Das jeweilige Schalenelement 14, 16, beispielsweise ein Blechteil, ist nachdem es geeignet umgeformt wurde, an dem Turbinengehäuse 10 und dem Lagergehäuse 13 des Kombigehäuses 11 befestigt. Wahlweise können entsprechende Befestigungsabschnitte 24 vorgesehen werden, beispielsweise in Form, von Vertiefungen bzw. Stufen, in welche die Enden der Schalenelemente 14, 16 eingesetzt und an dem Gehäuse 11 befestigt werden .Furthermore, the two shell elements 14, 16 are shown in FIG. The respective shell element 14, 16, for example a sheet metal part, after it has been suitably deformed, is fastened to the turbine housing 10 and the bearing housing 13 of the combi housing 11. Optionally, corresponding fastening portions 24 may be provided, for example in the form of recesses or steps into which the ends of the shell elements 14, 16 are inserted and fastened to the housing 11.
Die Befestigungsabschnitte 24 an dem Turbinengehäuse 10 sind beispielsweise in Form einer Vertiefung 34 bzw. Stufe in Fig. 2 vorgesehen, in welche das jeweilige Schalenelement 14, 16 eingesetzt und mit dem Turbinengehäuse 10 z.B. verschweißt und/oder verlötet wird. Grundsätzlich sind aber auch andere Arten von Befestigungsabschnitten 24 möglich, beispielsweise kann die Vertiefung 34 auch in Form einer Nut oder einesThe attachment portions 24 on the turbine housing 10 are provided, for example, in the form of a recess 34 in Fig. 2 into which the respective shell member 14, 16 is inserted and connected to the turbine housing 10, e.g. welded and / or soldered. In principle, however, other types of fastening portions 24 are possible, for example, the recess 34 in the form of a groove or a
Schlitzes ausgebildet sein, in welche das Schalenelement 14, 16 eingeführt und beispielsweise verschweißt wird. Des Weiteren können die jeweiligen Befestigungsabschnitte 24 am Turbinengehäuse 10 gleich oder unterschiedlich ausgebildet sein, je nach Funktion und Einsatzzweck. Die gilt für alle erfindungsgemäßen Ausführungsformen.Slit be formed, in which the shell member 14, 16 inserted and, for example, welded. Furthermore, the respective fastening portions 24 on the turbine housing 10 may be the same or different, depending on the function and purpose. This applies to all embodiments according to the invention.
Wie in Fig. 2 gezeigt ist, sind das Turbinengehäuse 10 und das Lagergehäuse 13 zunächst als zwei separate bzw. getrennte Teile, beispielsweise Gussteile, ausgebildet. Die beiden Gehäuseteile 10, 13 werden zusammengesetzt und derart aneinander befestigt, so dass kein Kühlmittel dazwischen ungewollt eindringen kann. Je nachdem, ob das Kühlmittel flüssig oder auch zumindest teilweise gasförmig in dem Kühlmantel 18 vorliegt werden die beiden Gehäuseteile 10, 13 flüssigkeitsdicht bzw. gasdicht miteinander verbunden, beispielsweise mittels Schweißen, Löten und/oder Verschrauben, wobei bei einer Ver- schraubung eine zusätzliche geeignete Dichtung zwischen den Gehäuseteilen 10, 13 vorgesehen wird. Alternativ können das Turbinengehäuse 10 und das Lagergehäuse 13 auch einstückig ausgebildet sein, beispielsweise in Form eines zusammenhängenden Gussteils (nicht dargestellt) . Entsprechend den beiden Gehäuseteilen 10, 13 werden auch die Schalenelemente 14, 16 an den Gehäuseteilen 10, 13 flüssigkeitsdicht oder gasdicht befestigt, wie zuvor beschrieben, je nachdem beispielsweise in welcher Konsistenz das Kühlmittel in dem Kühlmantel 18 vorliegt .As shown in FIG. 2, the turbine housing 10 and the bearing housing 13 are first formed as two separate parts, such as castings. The two housing parts 10, 13 are assembled and fastened to each other so that no coolant can inadvertently penetrate therebetween. Depending on whether the coolant is liquid or The two housing parts 10, 13 are also connected to one another in a liquid-tight or gas-tight manner, for example by means of welding, soldering and / or screwing, whereby an additional suitable seal is provided between the housing parts 10, 13 in a screw connection becomes. Alternatively, the turbine housing 10 and the bearing housing 13 may also be integrally formed, for example in the form of a contiguous casting (not shown). According to the two housing parts 10, 13 and the shell elements 14, 16 are attached to the housing parts 10, 13 liquid-tight or gas-tight, as described above, depending on, for example, in which consistency the coolant is present in the cooling jacket 18.
Wahlweise können im Inneren des Kühlmantels 18 wenigstens ein, zwei oder mehr zusätzliche Strömungselemente 28 vorgesehen werden, zum Leiten beispielsweise eines flüssigen Kühlmittels. Die beiden Strömungselemente 28 können dabei bei- spielsweise in Form jeweils einer Rippe ausgebildet sein, die sich beispielsweise in axialer Richtung erstreckt, wie in Fig. 2 stark vereinfacht mit einer gestrichelten Linie angedeutet ist. Grundsätzlich kann das jeweilige Strömungselement 28 beliebig ausgebildet und orientiert sein, um die Strömung des Kühlmittels geeignet zu lenken. Die Strömungselemente 28 können dabei an dem Turbinengehäuse und/oder Lagergehäuse 10, 13 ausgebildet werden, bzw. dort z.B. mit ausgeformt oder daran befestigt werden, und/oder auf der Innenseite des entsprechenden Schalenelements 14, 16 vorgesehen bzw. daran be- festigt oder angeformt werden. Das Vorsehen von Strömungselementen 28 ist ein optionales Merkmal. Dies gilt für alle Ausführungsformen der Erfindung.Optionally, at least one, two or more additional flow elements 28 may be provided inside the cooling jacket 18 for conducting, for example, a liquid coolant. The two flow elements 28 may be formed, for example, in the form of a respective rib, which extends, for example, in the axial direction, as indicated in FIG. 2 in a greatly simplified manner with a dashed line. In principle, the respective flow element 28 can be designed and oriented as desired in order to appropriately guide the flow of the coolant. The flow elements 28 can thereby be formed on the turbine housing and / or bearing housings 10, 13, or there, for example. molded or attached to, and / or provided on the inside of the corresponding shell member 14, 16, or fastened or molded thereto. The provision of flow elements 28 is an optional feature. This applies to all embodiments of the invention.
In Fig. 3 ist eine Schnittansicht C-C des Gehäuses 11 beste- hend aus dem Turbinen- und Lagergehäuses 10, 13 gemäß Fig. 1 gezeigt, wobei die beiden gegenüberliegenden Einlass- und Auslassanschlüsse 20, 22 gezeigt sind zum Einleiten und Abführen des Kühlmittels. Des Weiteren ist der Einlassanschluss 20 beispielsweise an dem zweiten Schalenelement 16 vorgesehen. Grundsätzlich kann aber auch nur einer der Anschlüsse 20, 22 an einem der Scha- lenelemente 14, 16 angebracht sein. Die beiden Anschlüsse 20, 22 sind dabei beispielsweise separat an dem jeweiligen Schalenelement 14, 16 befestigt oder an diesem aus- bzw. angeformt und wie in Fig. 1 und 3 gezeigt ist, beispielsweise mit einem zusätzlichen Anschlusselement 36 bzw. einer Anschluss- kappe versehen.FIG. 3 shows a sectional view CC of the housing 11 consisting of the turbine and bearing housings 10, 13 according to FIG. 1, the two opposite inlet and outlet connections 20, 22 being shown for introducing and removing the coolant. Furthermore, the inlet port 20 is provided on the second shell member 16, for example. In principle, however, only one of the connections 20, 22 can be attached to one of the shell elements 14, 16. The two terminals 20, 22 are for example separately attached to the respective shell element 14, 16 or formed on this or molded and as shown in Fig. 1 and 3, for example, provided with an additional connection element 36 and a connection cap ,
Zur Kühlung der in dem Lagergehäuse 13 angeordneten Lageranordnung (nicht dargestellt) sind beispielsweise zwei Zuführungen 38 vorgesehen, über die das Kühlmittel in den Bereich 40 der Lageranordnung geleitet wird, um diese zu Kühlen.For cooling the arranged in the bearing housing 13 bearing assembly (not shown), for example, two feeds 38 are provided, through which the coolant is passed into the region 40 of the bearing assembly to cool them.
Grundsätzlich ist der erfindungsgemäße Kühlmantel 18 auf jede Art der Kühlung einer Lageranordnung in einem Lagergehäuse 13 anwendbar und auf jede Art der Zuführung 38 des Kühlmittels zu der Lageranordnung. Die Darstellung in Fig. 3 ist ledig- lieh beispielhaft und die Erfindung ist nicht darauf beschränkt .In principle, the cooling jacket 18 according to the invention is applicable to any type of cooling of a bearing arrangement in a bearing housing 13 and to any type of supply 38 of the coolant to the bearing assembly. The illustration in FIG. 3 is merely exemplary and the invention is not limited thereto.
Im vorliegenden Fall, wie er in den Fig. 1 bis 3 gezeigt ist, erstreckt sich der Kühlmantel 18 über das Turbinengehäuse 10 und im Wesentlichen über das gesamte Lagergehäuse 13. Grundsätzlich kann sich der Kühlmantel 18 aber auch nur über einen Teil des Turbinengehäuses 10 und/oder des Lagergehäuses 13 erstrecken, je nachdem, welcher Teil bzw. Abschnitt zusätzlich gekühlt werden soll.In the present case, as shown in FIGS. 1 to 3, the cooling jacket 18 extends over the turbine housing 10 and substantially over the entire bearing housing 13. In principle, the cooling jacket 18 but also only over part of the turbine housing 10 and / or the bearing housing 13, depending on which part or section is to be additionally cooled.
Der Vorteil der zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Ausführungsform insbesondere gegenüber einer Ausführungsform mit einem eingegossenem Kühlmantel ist, dass der Kühlmantel 18 auch bei sehr kleine PKW-Turbinengehäuse 10 realisierbar ist, da keine Kernelemente hierfür verwendet werden müssen. Außerdem ist eine Bauteilreduzierung des Turboladers, die mögliche Reduzierung auf einen Kühlmittelzu- und Abfluss bei gekühltem Turbinen- und Lagergehäusebereich möglich. Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand der bevorzugten Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modi- fizierbar. Die zuvor beschriebenen Ausführungsformen sind dabei miteinander kombinierbar, insbesondere einzelne Merkmale davon .The advantage of the above-described embodiment according to the invention, in particular compared to an embodiment with a cast-in cooling jacket, is that the cooling jacket 18 can be realized even with very small passenger car turbine housings 10, since no core elements have to be used for this purpose. In addition, a component reduction of the turbocharger, the possible reduction to a coolant inlet and outlet in cooled turbine and bearing housing area is possible. Although the present invention has been described above with reference to the preferred embodiments, it is not limited thereto, but can be modified in a variety of ways. The embodiments described above can be combined with one another, in particular individual features thereof.
Das Kühlmittel, wie beispielsweise Kühlwasser, zum Kühlen des Gehäuses 11 kann, wie zuvor beschrieben, aus einem Kühlkreislauf eines mit dem Turbolader verbundenen Motors entnommen werden. Der Kühlkreislauf wird dabei zum Beispiel aus einem Motorblock, einem Thermostat, einem Kühler und einer Kühlmittelpumpe gebildet. Nach der Kühlung des Gehäuses 11 kann das Kühlmittel dem Kühlkreislauf wieder zugeführt werden. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführungsform eines Kühlkreislaufs beschränkt.The coolant, such as cooling water, for cooling the housing 11 may, as described above, be taken from a cooling circuit of an engine connected to the turbocharger. The cooling circuit is formed for example of an engine block, a thermostat, a radiator and a coolant pump. After cooling the housing 11, the coolant can be supplied to the cooling circuit again. However, the invention is not limited to this embodiment of a refrigeration cycle.
Durch das Vorsehen des Kühlmantels 18 zur Kühlung des Gehäu- ses 11 kann dieses auch aus weniger wärmebeständigen Werkstoffen hergestellt werden. Beispielsweise kann das jeweilige Gehäuse 11 Werkstoffe wie niedrig legierte Stähle, Aluminium, Grauguss usw. aufweisen. Hierdurch kann beispielsweise auf den Einsatz von teuren Legierungselementen wie z.B. Nickel verzichtet werden oder dessen Anteil zumindest reduziert werden. Dies hat weiter den Vorteil, dass Herstellungskosten gesenkt werden können.By providing the cooling jacket 18 for cooling the housing 11, this can also be made of less heat-resistant materials. For example, the respective housing 11 materials such as low-alloyed steels, aluminum, gray cast iron, etc. have. As a result, for example, the use of expensive alloying elements such as e.g. Nickel are omitted or its share is at least reduced. This further has the advantage that manufacturing costs can be reduced.
Außerdem ist es möglich die Ausführung des Turbinengehäuses 10, des Lagergehäuses und/oder des jeweiligen Schalenelements 14, 16 nicht nur in Eisen- bzw. Nichteisenmetallen durchzuführen, sondern auch in einem Kunststoff (en) und/oder Faserverbundwerkstoff (en) . Die Kunststoffe bzw. Faserverbundwerkstoffe sind dabei so gewählt, dass sie für die jeweiligen entstehenden Temperaturen des daraus gebildeten Turbinengehäuses 10 bzw. Lagergehäuses 13 bzw. Schalenelements 14, 16 geeignet sind. Dabei wird das Turbinengehäuse 10 bzw. Lagergehäuse 13 und das jeweilige Schalenelement 14, 16 entsprechend verbunden, beispielsweise mittels Schweißen, Löten, Verschrauben mit einer Dichtung zwischen dem jeweiligen Schalenelement 14, 16 und dem Gehäuse 11 und/oder Verkleben, um nur einige Befestigungsverfahren zu nennen. Die Schalenelemente 14, 16 können jeweils aus demselben Material gefertigt sein oder aus einem unterschiedlichen Material, je nach Funktion und Einsatzzweck. Entsprechendes gilt für das Turbinengehäuse 10 und das Lagergehäuse 13.In addition, it is possible to carry out the execution of the turbine housing 10, the bearing housing and / or the respective shell element 14, 16 not only in ferrous or non-ferrous metals, but also in a plastic (s) and / or fiber composite material (s). The plastics or fiber composite materials are chosen so that they are suitable for the respective resulting temperatures of the turbine housing 10 formed therefrom or bearing housing 13 or shell element 14, 16. In this case, the turbine housing 10 or bearing housing 13 and the respective shell element 14, 16 is connected accordingly, for example by welding, soldering, screwing with a seal between the respective shell element 14, 16 and the housing 11 and / or gluing, to only a few fastening methods call. The shell elements 14, 16 can each be made of the same material or of a different material, depending on the function and purpose. The same applies to the turbine housing 10 and the bearing housing 13th
Neben der Kühlfunktion des Kühlmantels 18 durch Einleiten des Kühlmittels ist es auch möglich, den Kühlmantel 18 beispielsweise statt nur zum Kühlen auch zum Erwärmen zu nutzen, wenn beispielsweise das Turbinengehäuse 10 und Lagergehäuse 13 in einem Betriebszustand angewärmt bzw. vorgewärmt werden sollen. Dabei ist es möglich, beispielsweise ein durch den Motor bereits erwärmtes Kühlwassers zu verwenden und in den Kühlmantel 18 einzuleiten. In addition to the cooling function of the cooling jacket 18 by introducing the coolant, it is also possible to use the cooling jacket 18, for example, instead of cooling only for heating, for example, if the turbine housing 10 and bearing housing 13 to be warmed or preheated in an operating condition. It is possible, for example, to use a cooling water already heated by the engine and to introduce it into the cooling jacket 18.

Claims

Patentansprüche claims
1. Gehäuse (11) bestehend aus einem Turbinengehäuse (10) und einem Lagergehäuse (13) für einen Turbolader: - wobei das Gehäuse (11) einen Kühlmantel (18) aufweist, wobei der Kühlmantel (18) aus wenigstens einem oder mehreren Schalenelementen (14, 16) gebildet ist, die außen an dem Gehäuse (11) befestigt sind und mit die- sem einen Hohlraum (12) bilden, in welchen ein Kühlmittel einführbar ist.1. Housing (11) consisting of a turbine housing (10) and a bearing housing (13) for a turbocharger: - wherein the housing (11) has a cooling jacket (18), wherein the cooling jacket (18) consists of at least one or more shell elements ( 14, 16), which are fastened to the outside of the housing (11) and with which they form a cavity (12) into which a coolant can be inserted.
2. Gehäuse nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Turbinengehäuse (10) und das Lagergehäuse (13) des Gehäuses (11) beispielsweise ein einstückiges Teil bilden o- der zwei getrennte Teile bilden, die aneinander befestigt sind.2. Housing according to claim 1, wherein the turbine housing and the bearing housing of the housing form, for example, an integral part or two separate parts which are fastened to one another.
3. Gehäuse nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Turbinengehäuse (10) und/oder das Lagergehäuse (13) eine entsprechende Aufnahme (15) aufweisen, die auf das andere Gehäuseteil aufschiebbar ist, um die beiden Gehäuseteile (10, 13) miteinander zu verbinden.3. Housing according to claim 2, characterized in that the turbine housing (10) and / or the bearing housing (13) have a corresponding receptacle (15) which can be pushed onto the other housing part to the two housing parts (10, 13) to each other connect.
4. Gehäuse nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Turbinengehäuse (10) und das Lagergehäuse (13) des Gehäuses (11) beispielsweise ein einstückiges Gussteil bilden oder zwei getrennte Gussteile bilden, die aneinander befestigt sind, wobei das jeweilige Gussteil, zum Beispiel ein A- luminiumgussteil, ein Graugussteil und/oder ein Stahlgussteil ist .4. Housing according to at least one of claims 2 to 3, characterized in that the turbine housing (10) and the bearing housing (13) of the housing (11), for example, form a one-piece casting or form two separate castings which are fastened together, wherein the respective Casting, for example, an aluminum casting, a gray cast iron part and / or a steel casting is.
5. Gehäuse nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das jeweilige Schalenelement (14, 16) beispielsweise ein Gussteil ist, zum Beispiel ein Aluminiumgussteil, ein Graugussteil und/oder ein Stahlgussteil, wobei das jeweilige Schalenelement (14, 16) wahlweise als Druckgussteil gebildet ist .5. Housing according to at least one of claims 1 to 4, characterized in that the respective shell element (14, 16) is, for example, a cast part, for example an aluminum casting, a cast iron part and / or a cast steel part, wherein the respective shell element (14, 16) is optionally formed as a die cast part.
6. Gehäuse nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das jeweilige Schalenelement (14, 16) beispielsweise ein Blechteil ist.6. Housing according to at least one of claims 1 to 5, characterized in that the respective shell element (14, 16) is, for example, a sheet-metal part.
7. Gehäuse nach wenigstens einem der Ansprüche 5 oder 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass ein Blechteil als Schalenelement (14, 16) beispielsweise eine Dicke von 0,8mm bis 2mm aufweist und ein Druckgussteil als Schalenelement (14, 16) beispielsweise eine Dicke von 2mm bis 3mm.7. Housing according to at least one of claims 5 or 6, characterized in that a sheet metal part as a shell element (14, 16), for example, a thickness of 0.8mm to 2mm and a die-cast as a shell element (14, 16), for example, a thickness of 2mm to 3mm.
8. Gehäuse nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass beispielsweise wenigstens ein Einlassanschluss (20) zum Einlassen eines Kühlmittels und/oder wenigstens ein Auslass- anschluss (22) zum Ablassen des Kühlmittels an dem Kühlmantel (18) vorgesehen sind.8. The housing according to claim 1, wherein at least one inlet connection for introducing a coolant and / or at least one outlet connection for draining the coolant are provided on the cooling jacket.
9. Gehäuse nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Einlass- und Auslassanschluss (20, 22) benachbart zueinander bzw. auf der selben Seite am Gehäuse (11) angeord- net sind, wobei wahlweise zusätzlich ein Trennwandelement9. Housing according to claim 8, characterized in that the inlet and outlet port (20, 22) adjacent to each other or on the same side on the housing (11) are arranged, optionally additionally a partition wall element
(30) zwischen den beiden Anschlüssen (20, 22) anordenbar ist.(30) between the two terminals (20, 22) can be arranged.
10. Gehäuse nach wenigstens einem der Ansprüche 8 oder 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der erste und zweite Anschluss (20, 22) am Gehäuse (10) auseinander angeordnet sind, beispielsweise im Wesentlichen gegenüberliegend. 10. Housing according to at least one of claims 8 or 9, characterized in that the first and second terminals (20, 22) on the housing (10) are arranged apart, for example, substantially opposite one another.
11. Gehäuse nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Schalenelement (14, 16) an dem Gehäuses (11) befestigbar ist, beispielsweise mittels Schweißen, Löten, Ver- schrauben und/oder Verkleben, wobei das Turbinengehäuse (10) und/oder das Lagergehäuse (13) des Gehäuses (11) wahlweise entsprechende Befestigungsabschnitte (24) aufweist, zum Aufnehmen des jeweiligen Schalenelements (14, 16) .11. Housing according to at least one of claims 1 to 10, characterized in that the shell element (14, 16) on the housing (11) can be fastened, for example by means of welding, soldering, screwing and / or gluing, wherein the turbine housing (10 ) and / or the bearing housing (13) of the housing (11) optionally corresponding fastening portions (24), for receiving the respective shell element (14, 16).
12. Gehäuse nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass als Kühlmittel beispielsweise ein flüssiges und/oder gasförmiges Kühlmittel verwendet wird.12. Housing according to at least one of claims 1 to 11, characterized in that, for example, a liquid and / or gaseous coolant is used as the coolant.
13. Gehäuse nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass als Kühlmittel beispielsweise Kühlwasser verwendet wird, wobei das Kühlwasser zum Beispiel von einem an einen Turbolader des Gehäuses (10) angeschlossenen Motor verwendet werden kann.13. Housing according to at least one of claims 1 to 12, characterized in that, for example, cooling water is used as the coolant, wherein the cooling water can be used, for example, by an engine connected to a turbocharger of the housing (10).
14. Gehäuse nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass wenigstens ein oder mehrere Strömungselemente (28) in dem Hohlraum (18) vorsehbar sind, wobei das jeweilige Strömungselement (28) an dem Gehäuse (11) oder dem jeweiligen Schalenelement (14, 16) ausgebildet ist.14. Housing according to at least one of claims 1 to 13, characterized in that at least one or more flow elements (28) in the cavity (18) are providable, wherein the respective flow element (28) on the housing (11) or the respective shell element ( 14, 16) is formed.
15. Gehäuse nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Gehäuse (11) wenigstens zwei und mehr Schalenelement (14, 16) aufweist, die die Außenwand des Kühlmantels (18) bilden .15. The housing according to claim 1, wherein the housing has at least two and more shell elements that form the outer wall of the cooling jacket.
16. Gehäuse nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Schalenelement (14, 16) an dem Gehäuse (10) flüssigkeitsdicht oder gasdicht befestigbar ist. 16. Housing according to at least one of claims 1 to 15, characterized in that the shell element (14, 16) on the housing (10) is liquid-tight or gas-tight fastened.
17. Gehäuse nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Turbinengehäuse (10), das Lagergehäuse (13) und/oder das jeweilige Schalenelement (14, 16) aus einem Stahl, beispielsweise einem niedrig legierten Stahl besteht oder diesen zumindest aufweist.17. Housing according to at least one of claims 1 to 16, characterized in that the turbine housing (10), the bearing housing (13) and / or the respective shell element (14, 16) consists of a steel, such as a low alloy steel or at least having.
18. Gehäuse nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 17, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Turbinengehäuse (10), Lagergehäuse (13) und/oder das jeweilige Schalenelement (14, 16) einen Kunststoff und/oder Faserverbundwerkstoff aufweist oder aus diesem besteht.18. The housing according to claim 1, wherein the turbine housing, bearing housing and / or the respective shell element comprises or comprises a plastic and / or fiber composite material.
19. Gehäuse nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 18, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Lagergehäuse (13) wenigstens eine oder mehrere Zuführungen (38) aufweist um einen Teil oder im Wesentlichen die gesamte Lageranordnung, die in dem Lagergehäuse (13) ge- lagert ist zu kühlen.19. Housing according to at least one of claims 1 to 18, characterized in that the bearing housing (13) has at least one or more feeds (38) to a part or substantially the entire bearing assembly, which is stored in the bearing housing (13) to cool.
20. Turbolader mit einem Gehäuse nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 19. 20. A turbocharger with a housing according to at least one of claims 1 to 19.
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