DE102007046687B4 - Turboladeranordnung - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Turboladeranordnung an einer Brennkraftmaschine, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei der der wenigstens eine Abgasturbolader mittels einer Haltevorrichtung an der Brennkraftmaschine gehaltert ist, wobei die Turboladeranordnung ferner medienführende Kanäle, insbesondere für Kühlwasser und Schmiermittel, aufweist, die zwischen Abgasturbolader und Brennkraftmaschine verlaufen. Erfindungsgemäß ist die Haltevorrichtung durch mehrere, die medienführenden Kanäle ausbildende starre Rohrleitungen (24, 26, 28, 30) gebildet.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Anordnung zumindest eines Abgasturboladers an einer Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
- Die gattungsgemäße
DE 198 18 700 A1 zeigt eine Brennkraftmaschine mit einem Kurbelgehäuse, einer Ölwanne, einem Aggregatsträger und einem sogenannten, integrierten Frontend. Das Frontend ist als Einzelbauteil ausgebildet, welches zwei Abgasturbolader trägt. In das Frontend sind Stichkanäle für die Schmierölversorgung der Abgasturbolader sowie eine Kühlflüssigkeitsversorgung für die Abgasturbolader integriert. - Aus der
DE 6 907 952 U ist ein medienführender geschlossener Rohrrahmen für die Lagerung von Abgasturboladern bekannt. Der Rohrrahmen dient gleichzeitig zur Kühlwasserrückführung des von den Zylindern kommenden Kühlwassers. - Die
EP 1 445 448 A1 beschreibt eine Anordnung, bei der beiderseits des Gehäuses einer Hubkolben-Brennkraftmaschine mit V-förmiger Anordnung der Zylinder ein Abgasturbolader angeflanscht ist. Zur Befestigung der Abgasturbolader an der Brennkraftmaschine sind in aufwändiger Weise hier spezielle, blockartig ausgebildete Befestigungskonsolen vorgesehen, in die medienführende Kanäle zur Versorgung der Abgasturbolader mit Schmieröl und/oder Kühlwasser eingearbeitet sind. - Die
DE 42 18 146 C1 betrifft ein Trägergehäuse zur Befestigung der Abgasturbolader einer Brennkraftmaschine. Dieses Trägergehäuse umschließt einen Hohlraum, der zur Aufnahme der Turbinengehäuse der Abgasturbolader dient, während die Verdichtergehäuse außerhalb des Hohlraums liegen. In das Trägergehäuse können dann auch Ölzu- und -ablaufleitungen eingeformt sein, die den Schmiermittelzufluss zu den Lagerbuchsen der Laufradwelle ermöglichen. - Aus der
DE 44 33 247 A1 ist ein Aufbau eines Aggregateträgers bekannt, bei dem die Abgasturbolader auf separaten Trägern befestigt sind. Diese Träger sind wiederum mit der Stirnseite der Brennkraftmaschine verschraubt. Medienführende Leitungen sind in Verbindung mit diesen Trägern nicht vorgesehen. - Aus der
DE 2 006 064 A ist eine Brennkraftmaschine mit Abgasturbolader bekannt, bei der ein Turbolader, ein Ladeluftkühler mit Filter mit Kanälen samt den zugehörigen Leitungen auf einem abnehmbaren Traggerüst zusammengefasst und am Motor anschließbar sind. Konkret ruht das Traggerüst mit Stützen auf den Zylinderköpfen der Brennkraftmaschine, während die separat zum Traggerüst vorgesehenen Leitungen zur Versorgung der Abgasturbolader mit Kühl- und Schmiermittel sowie zur Steuerung und Überwachung der Lader dienen. Diese Leitungen werden zum Teil in den Längs- und Querholmen des Traggerüstes verlegt, wobei auch ein Teil der Holme des Traggerüstes als Rohrleitungen fungieren können. - Aufgabe der Erfindung ist es, eine Turboladeranordnung für eine Brennkraftmaschine zu schaffen, die gewichtsgünstig und funktionell vorteilhaft ausgeführt ist.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung beschreiben die Unteransprüche.
- Gemäß dem neuen Patentanspruch 1 ist die Haltevorrichtung durch mehrere freitragende, die medienführenden Kanäle ausbildende starre Rohrleitungen gebildet.
- Mit einer derartigen erfindungsgemäßen Ausbildung der Haltevorrichtung durch mehrere freitragende, die medienführenden Kanäle ausbildende starre Rohrleitungen wird eine stabile, einfache fachwerkartige Abstützung und damit eine funktionssichere Halterung von Abgasturboladern auf baulich einfache Weise möglich. Ferner wird dadurch eine besonders gewichtsgünstige Konstruktion möglich, insbesondere dann, wenn die Rohrleitungen aus Leichtmetall im Druckgussverfahren hergestellt sind. Insgesamt wird daher mit der erfindungsgemäßen Ausbildung der Haltevorrichtung durch freitragende Rohrleitungen ein individuell an die jeweiligen Einbaugegebenheiten angepasster Aufbau einer Haltevorrichtung für eine Turboladeranordnung einer Brennkraftmaschine möglich, die in einer Doppelfunktion gleichzeitig die ohnehin vorzusehenden medienführenden Kanäle, insbesondere die Kühlmittel- und Schmiermittelkanäle, ausbildet. Unter starren Rohrleitungen werden dabei last- bzw. kraftabstützende bzw. -tragende Rohrleitungen verstanden, die vorzugsweise über angeformte Anschlussflansche mit der Brennkraftmaschine und mit dem Gehäuse eines Abgasturboladers verbunden sind.
- Es versteht sich dabei, dass die Leitungen konstruktiv entsprechend ausgeführt sein müssen (z. B. ausreichende Wandstärken, etc.). Dabei ist durch den erfindungsgemäßen Vorschlag nicht ausgeschlossen, an dem Abgasturbolader an konstruktiv günstiger Stelle eine zusätzliche, baulich einfache Stütze anzuordnen, die z. B. eine schwingungsresistente Halterung des Abgasturboladers sicherstellt. Ferner ist es vorteilhaft, dass über die frei tragenden Leitungen eine verbesserte Kühlung der durchgeführten Medien erzielt werden kann.
- Die Anschlussflansche können dabei neben ihrer angestammten Funktion als Befestigungsmittel auch noch eine andere, zusätzliche Funktion aufweisen, z. B. eine Gehäusefunktion.
- Desweiteren wird vorgeschlagen, dass vier Rohrleitungen vorgesehen sind, von denen zwei Leitungen Zuführleitungen und zwei Leitungen Rücklaufleitungen für Kühlwasser und Schmieröl sind.
- Die Rohrleitungen können bevorzugt zwischen sich Abstände bildende Einzelleitungen sein, wodurch eine fachwerkartige Abstützung und damit eine funktionssichere Halterung von Abgasturboladern auf baulich relativ einfache Weise möglich ist. Grundsätzlich können aber auch aussteifende Zwischenwände geringer Wandstärke zumindest an Teilabschnitten der Leitungen vorgesehen sein.
- Ferner liegen die Mündungen der Leitungen bevorzugt in den Anschlussflanschen, insbesondere zwischen zumindest zwei Bohrungen für Befestigungsschrauben, wodurch neben einer einfachen Montage der Anschlussflansche auch dichte Leitungsverbindungen gegeben sind.
- Zur Erzielung einer ausreichend steifen und robusten Halterung des Abgasturboladers können zumindest mehrere Leitungen mit stabilisierenden Krümmungen, insbesondere zwischen den beiden Anschlussflanschen, und/oder mit definierten Abständen zueinander ausgeführt sein.
- In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung können ferner zumindest einige der Leitungen mit an deren Außenumfang angeformten Kühlrippen versehen sein, wobei die Kühlrippen besonders vorteilhaft parallel zur Längsachse der Leitungen ausgerichtet sind. Damit tragen die Kühlrippen neben deren Kühlfunktion zusätzlich zur Aussteifung der tragenden Leitungen bei.
- Fertigungstechnisch besonders günstig können die Leitungen, bevorzugt mitsamt den Anschlussflanschen, aus Leichtmetall im Druckgussverfahren hergestellt sein.
- Schließlich können gemäß einer besonders bevorzugten konkreten Ausgestaltung an der Brennkraftmaschine zwei Abgasturbolader vorgesehen sein, die über jeweils ein Bündel von starren bzw. tragenden Rohrleitungen, insbesondere über voneinander getrennte Anschlussflansche an den jeweils tragenden Leitungen, an der Brennkraftmaschine und an den Gehäusen der Abgasturbolader befestigt sind.
- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im Folgenden mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Die lediglich schematische Zeichnung zeigt in:
-
1 in raumbildlicher Darstellung zwei parallel zueinander angeordnete Abgasturbolader, die über tragende Leitungen und Anschlussflansche an einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine befestigt sind, -
2 die tragenden Leitungen mit den Anschlussflanschen als einzelne Bauteile, und -
3 einen Querschnitt gemäß Linie III-III der2 durch zwei der Einzelleitungen. - Gemäß den
1 und2 sind an dem nicht dargestellten Gehäuse einer Brennkraftmaschine zwei Abgasturbolader10 ,12 angeordnet, die handelsüblicher Bauart sein können und jeweils eine Abgasturbine14 und einen Verdichter16 aufweisen. Die Laufräder der Abgasturbine14 und des Verdichters16 sind jeweils über eine Welle (nicht ersichtlich) miteinander verbunden, die in den dazwischen befindlichen Lagergehäusen18 der Abgasturbolader10 ,12 drehbar gelagert sind. - Die nicht ersichtlichen Lager der Wellen der Abgasturbolader
10 ,12 sind in noch zu beschreibender Weise an das Druckumlauf-Schmierölsystem der Brennkraftmaschine angeschlossen. Ferner weisen die Lagergehäuse18 nicht ersichtliche Kühlkanäle auf, die mit Kühlwasser des Flüssigkeits-Kühlsystems der Brennkraftmaschine versorgt werden. - Dazu ist ein jeder Abgasturbolader
10 ,12 (vgl.2 ) über einen Leitungsverbund20 ,22 mit der Brennkraftmaschine fest verbunden, wobei sich der Leitungsverbund20 ,22 jeweils aus vier tragenden Einzelleitungen24 ,26 ,28 ,30 und zwei an die Einzelleitungen24 bis30 angeformten Anschlussflanschen32 ,34 zusammensetzt. - Die Einzelleitungen
24 bis30 sind Schmieröl- und Kühlwasser führende Leitungen, die in die Anschlussflansche32 ,34 (ersichtlich bei den Anschlussflanschen34 ) münden, wobei deren Mündungen24a ,26a ,28a ,30a jeweils zwischen zumindest zwei Bohrungen36 für nicht dargestellte Befestigungsschrauben liegen. - Die Anschlussflansche
32 ,34 sind mittels der besagten Befestigungsschrauben und unter Zwischenschaltung entsprechender Dichtungen (Gummiringe oder Flachdichtungen) mit korrespondierenden Anschlussflächen38 an der Brennkraftmaschine und in der Bildebene der1 verdeckten, hier unterseitigen Anschlussflächen40 an den Lagergehäusen18 der Abgasturbolader10 ,12 befestigt. Es versteht sich, dass entsprechende, mit den Mündungen24a ,26a ,28a ,30a der Einzelleitungen24 bis30 korrespondierende Zuführkanäle in den besagten Anschlussflächen38 ,40 vorgesehen sind. Die Befestigungsschrauben durchdringen dabei lagergehäuseseitig an die Anschlussflächen40 angeformte Schraubenbutzen18a bzw.34a der Anschlussflansche34 . - Die Einzelleitung
24 dient als Schmieröl-Zuführleitung, die im Durchströmquerschnitt größere Einzelleitung26 als Schmieröl-Rücklaufleitung. Die beiden Einzelleitungen28 ,30 als Kühlwasser-Zuführleitung und als Kühlwasser-Rücklaufleitung. Die Einzelleitungen24 ,26 ,28 und30 versorgen somit die Lagergehäuse18 mit Schmieröl und Kühlwasser, wobei gleichzeitig durch geschickte Vorgabe und Anordnung der Leitungen24 ,26 ,28 und30 auch ein gewünschter vorgegebener Wärmetauscheffekt, insbesondere in den Anschlussflanschen32 ,34 erziet werden kann. - Die Einzelleitungen
24 bis30 mit deren Anschlussflanschen32 ,34 der beiden Leitungsverbunde20 ,22 denen in Funktionseinheit ferner hier als tragende Befestigungskonsole der Abgasturbolader10 ,12 und sind entsprechend konstruktiv gestaltet. - So ist die tragende Funktion der Einzelleitungen
24 bis30 durch Auslegung deren Wandstärke, durch zwischen den Einzelleitungen24 bis30 vorgesehene Abstände (ohne Bezugszeichen) zur Vergrößerung der tragenden Basis und durch vorgesehene Krümmungsabschnitte (siehe Zeichnung2 ) an den Einzelleitungen24 bis30 geschaffen. Ggf. können zwischen den Einzelleitungen24 bis30 mehrere, verbindende Stege oder Zwischenwände vorgesehen sein, ggf. auch für bestimmte gewünschte Wärmeleit- und/oder Wärmetauschvorgaben. - So können beispielsweise wie in
3 dargestellt, einige oder alle Einzelleitungen24 bis30 mit angeformten, radial abragenden Kühlrippen (allgemein mit42 bezeichnet) versehen sein. Die Kühlrippen42 verlaufen bevorzugt parallel zu den Längsmittelachsen der Einzelleitungen24 bis30 und tragen damit neben deren Wärmetauschfunktion zu einer erhöhten Steifigkeit der tragenden Leitungsverbunde20 ,22 bei. - Die Leitungsverbunde
20 ,22 mit deren Einzelleitungen24 bis30 und den Anschlussflanschen32 ,34 sind aus einer Leichtmetalllegierung im Druckgussverfahren hergestellt. Bei geringeren Fertigungsstückzahlen kann aber auch eine gebaute Version mit zusammengefügten Einzelteilen24 bis34 zweckmäßig sein. - Bei der dargestellten Anordnung zweier Abgasturbolader
10 ,12 parallel und benachbart zueinander kann zur Erzielung einer schwingungsresistenten Halterung ggf. eine einfache Strebe (nicht dargestellt) die beiden Abgasturbolader10 ,12 bzw. deren Lagergehäuse18 miteinander verbinden.
Claims (10)
- Turboladeranordnung an einer Brennkraftmaschine, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei der der wenigstens eine Abgasturbolader mittels einer Haltevorrichtung an der Brennkraftmaschine gehaltert ist, wobei die Haltevorrichtung der Turboladeranordnung ferner medienführende Kanäle, insbesondere für Kühlwasser und Schmiermittel, aufweist, die zwischen Abgasturbolader und Brennkraftmaschine verlaufen, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung durch mehrere frei tragende, die medienführenden Kanäle ausbildende starre Rohrleitungen (
24 ,26 ,28 ,30 ) gebildet ist. - Turboladeranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrleitungen (
24 ,26 ,28 ,30 ) über Anschlussflansche (32 ,34 ) mit der Brennkraftmaschine und dem Lagergehäuse (18 ) des Abgasturboladers (10 ,12 ) verbunden sind. - Turboladeranordnung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass vier Rohrleitungen (
24 ,26 ,28 ,30 ) vorgesehen sind, von denen zwei Leitungen Zuführleitungen (24 ,28 ) und zwei Leitungen Rücklaufleitungen (26 ,30 ) für Kühlwasser und Schmieröl sind. - Turboladeranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrleitungen durch voneinander beabstandete Einzelleitungen (
24 ,26 ,28 ,30 ) gebildet sind. - Turboladeranordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mündungen der Rohrleitungen (
24 ,26 ,28 ,30 ) in den Anschlussflanschen (32 ,34 ) liegen, insbesondere jeweils zwischen zumindest zwei Bohrungen (36 ) für Befestigungsschrauben liegen. - Turboladeranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil der Rohrleitungen (
24 ,26 ,28 ,30 ) mit vorgegebenen Krümmungen ausgeführt sind. - Turboladeranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Rohrleitungen (
24 ,26 ,28 ,30 ) mit an deren Außenumfang angeformten Kühlrippen (42 ) versehen ist. - Turboladeranordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlrippen (
42 ) parallel zur Längsmittelachse der Rohrleitungen (24 ,26 ,28 ,30 ) ausgerichtet sind. - Turboladeranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrleitungen (
24 ,26 ,28 ,30 ), bevorzugt mitsamt bevorzugt den Anschlussflanschen (32 ,34 ), aus Leichtmetall im Druckgussverfahren hergestellt sind. - Turboladeranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass an der Brennkraftmaschine zwei Abgasturbolader (
10 ,12 ) vorgesehen sind, die jeweils über voneinander getrennte Rohrleitungsbündel (20 ,22 ), insbesondere über deren Anschlussflansche (32 ,34 ), an der Brennkraftmaschine (bei38 ) und an den Lagergehäusen (18 ) der Abgasturbolader (10 ,12 ) befestigt sind.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |
Effective date: 20140118 |
|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |