DE102019120295A1 - Exhaust gas turbocharger - Google Patents

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Abstract

Ein Abgasturbolader umfasst- ein Lagergehäuse (3), das zur Lagerung einer Welle (5) geeignet ist,- ein Endgehäuse (2, 4), das zur Aufnahme eines Rades (6, 7) geeignet ist, das an einem Ende der Welle (5) montiert ist,wobei das Lagergehäuse (3) einen ersten Flanschabschnitt (26) aufweist, wobei das Endgehäuse (2, 4) einen zweiten Flanschabschnitt (32) mit einem Umfang aufweist, der einem Umfang des ersten Flanschabschnitts (26) entspricht, wobei der erste und der zweite Flanschabschnitt (26, 32) miteinander verbunden sind,wobei der erste und der zweite Flanschabschnitt (26, 32) in Bezug auf eine durch die Welle (5) definierte Gehäuseachse (10) exzentrisch sind.An exhaust gas turbocharger comprises - a bearing housing (3) which is suitable for mounting a shaft (5), - an end housing (2, 4) which is suitable for receiving a wheel (6, 7) which is attached to one end of the shaft ( 5) is mounted, wherein the bearing housing (3) has a first flange section (26), wherein the end housing (2, 4) has a second flange section (32) with a circumference that corresponds to a circumference of the first flange section (26), wherein the first and the second flange section (26, 32) are connected to one another, the first and the second flange section (26, 32) being eccentric with respect to a housing axis (10) defined by the shaft (5).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Abgasturbolader.The invention relates to an exhaust gas turbocharger.

Ein Abgasturbolader umfasst normalerweise ein Lagergehäuse, das zur Lagerung einer Welle geeignet ist, ein Turbinengehäuse, das zur Aufnahme eines an einem Ende der Welle montierten Turbinenrades geeignet ist, und ein Verdichtergehäuse, das zur Aufnahme eines an einem gegenüberliegenden Ende der Welle montierten Verdichterrades geeignet ist.An exhaust gas turbocharger typically includes a bearing housing suitable for supporting a shaft, a turbine housing suitable for receiving a turbine wheel mounted on one end of the shaft, and a compressor housing suitable for receiving a compressor wheel mounted on an opposite end of the shaft .

Bei der Montage des Turbinengehäuses und des Lagergehäuses kann eine V-Band-Verbindung zur Verbindung von Flanschabschnitten des Turbinengehäuses und des Lagergehäuses verwendet werden.When assembling the turbine housing and the bearing housing, a V-band connection can be used to connect flange sections of the turbine housing and the bearing housing.

EP 3 205 845 A1 zeigt einen Abgasturbolader mit einem Turbinengehäuse und einem Lagergehäuse, wobei die Flanschkanten der beiden Komponenten miteinander verbunden sind, um einen Flansch zu bilden. Zur Verbindung des Turbinengehäuses und des Lagergehäuses ist am Flansch eine umlaufende Klammer angebracht. EP 3 205 845 A1 shows an exhaust gas turbocharger with a turbine housing and a bearing housing, wherein the flange edges of the two components are connected to one another to form a flange. A circumferential clamp is attached to the flange to connect the turbine housing and the bearing housing.

Bei der Verbindung der Flanschabschnitte herkömmlicher Gehäusebauteile durch eine V-Band-Verbindung entsprechen die Achsen der Flanschabschnitte jedoch einer Hauptachse eines Abgasturboladers. Die Beibehaltung einer Winkelausrichtung der Gehäusebauteile kann daher ein Problem darstellen, da sich trotz der V-Band-Verbindung ein Flanschabschnitt gegenüber dem anderen drehen kann. Ein konventioneller Abgasturbolader mit einer solchen V-Band-Verbindung enthält ein externes Positionierungsmerkmal, z.B. einen Stift, zur Fixierung der Ausrichtung des Turbinengehäuses und des Lagergehäuses oder des Verdichtergehäuses und des Lagergehäuses.When the flange sections of conventional housing components are connected by a V-band connection, however, the axes of the flange sections correspond to a main axis of an exhaust gas turbocharger. Maintaining an angular orientation of the housing components can therefore be a problem since one flange section can rotate relative to the other despite the V-band connection. A conventional exhaust gas turbocharger with such a V-band connection includes an external positioning feature, e.g., a pin, for fixing the alignment of the turbine housing and the bearing housing or the compressor housing and the bearing housing.

Es wird gewünscht, dass die Gehäuseteile nach der Montage ihre nominale Winkelausrichtung nicht verlieren.It is desirable that the housing parts not lose their nominal angular orientation after assembly.

So ist es Aufgabe der Erfindung, die Verbindung von Gehäuseteilen eines Abgasturboladers zu verbessern. Diese Aufgabe wird mit einem Abgasturbolader nach Anspruch 1 erreicht.It is the object of the invention to improve the connection of housing parts of an exhaust gas turbocharger. This object is achieved with an exhaust gas turbocharger according to claim 1.

Der Abgasturbolader umfasst ein Lagergehäuse, das zur Lagerung einer Welle geeignet ist, und ein Endgehäuse, das zur Aufnahme eines an einem Ende der Welle montierten Rades geeignet ist. Das Lagergehäuse besteht aus einem ersten Flanschabschnitt. Das Endgehäuse umfasst einen zweiten Flanschabschnitt mit einem Umfang, der einem Umfang des ersten Flanschabschnitts entspricht, wobei der erste und der zweite Flanschabschnitt miteinander verbunden sind. Der erste und der zweite Flanschabschnitt sind in Bezug auf eine durch die Welle definierte Gehäuseachse exzentrisch angeordnet.The exhaust gas turbocharger comprises a bearing housing that is suitable for supporting a shaft and an end housing that is suitable for receiving a wheel mounted on one end of the shaft. The bearing housing consists of a first flange section. The end housing includes a second flange portion with a circumference corresponding to a circumference of the first flange portion, the first and second flange portions being connected to one another. The first and the second flange section are arranged eccentrically with respect to a housing axis defined by the shaft.

Da der Abgasturbolader normalerweise ein Turbinengehäuse, das zur Aufnahme eines an einem Ende der Welle montierten Turbinenrades geeignet ist, und ein Verdichtergehäuse, das zur Aufnahme eines an einem gegenüberliegenden Ende der Welle montierten Verdichterrades geeignet ist, umfasst, kann das Endgehäuse als ein Turbinengehäuse ausgeführt sein, das zur Aufnahme des als Turbinenrad ausgeführten Rades geeignet ist, oder das Endgehäuse kann als ein Verdichtergehäuse ausgeführt sein, das zur Aufnahme des als Verdichterrad ausgeführten Rades geeignet ist. Eine Ausführungsform des Abgasturboladers kann eine VTG und/oder ein Wastegate umfassen.Since the exhaust gas turbocharger normally comprises a turbine housing, which is suitable for receiving a turbine wheel mounted on one end of the shaft, and a compressor housing, which is suitable for receiving a compressor wheel mounted on an opposite end of the shaft, the end housing can be designed as a turbine housing , which is suitable for receiving the wheel designed as a turbine wheel, or the end housing can be designed as a compressor housing that is suitable for receiving the wheel designed as a compressor wheel. One embodiment of the exhaust gas turbocharger can include a VTG and / or a wastegate.

Der erste Flanschabschnitt kann einen kreisförmigen Umfang und eine erste Achse haben. Der zweite Flanschabschnitt kann einen kreisförmigen Umfang und eine zweite Achse haben, die mit der ersten Achse übereinstimmt. Die erste und zweite Achse sind in Bezug auf die Gehäuseachse exzentrisch. Die ersten und zweiten Flanschabschnitte sind konzentrisch. Aufgrund der Exzentrizität des ersten und zweiten Flanschabschnitts, die zueinander ausgerichtet sind, ist kein zusätzliches Positionierungsmerkmal zur Definition der Ausrichtung zwischen dem Lagergehäuse und dem Endgehäuse erforderlich. Das Lagergehäuse wird so am Endgehäuse befestigt, dass der erste und der zweite Flanschabschnitt einen umlaufenden Flansch bilden, der von einem Spannmittel umgeben ist. Vorzugsweise verbindet eine V-Band-Verbindung den ersten und zweiten Flanschabschnitt. Die V-Band-Verbindung ist auf dem Umfangs-flansch angeordnet, wodurch der erste und der zweite Flanschabschnitt zusammengepresst werden. Die V-Band-Verbindung sorgt für eine einwandfreie strukturelle Verbindung in Kombination mit der Exzentrizität des ersten und zweiten Flanschabschnitts, die einen Drehwiderstand bietet. Eine spezielle V-Band-Verbindung ist nicht erforderlich. Außerdem bewirkt die Exzentrizität eine erhöhte Haltbarkeit der V-Band-Verbindung.The first flange portion can have a circular periphery and a first axis. The second flange portion may have a circular periphery and a second axis that coincides with the first axis. The first and second axes are eccentric with respect to the housing axis. The first and second flange sections are concentric. Because of the eccentricity of the first and second flange portions, which are aligned with one another, no additional positioning feature is required to define the alignment between the bearing housing and the end housing. The bearing housing is fastened to the end housing in such a way that the first and the second flange section form a circumferential flange which is surrounded by a clamping means. Preferably a V-band connection connects the first and second flange portions. The V-band connection is arranged on the circumferential flange, whereby the first and the second flange section are pressed together. The V-band connection provides a proper structural connection in combination with the eccentricity of the first and second flange sections, which provides resistance to rotation. A special V-band connection is not required. In addition, the eccentricity increases the durability of the V-band connection.

Der erste und der zweite Flanschabschnitt sind jeweils an einer Außenseite des Lagergehäuses und an einer Außenseite des Endgehäuses angeordnet. Der erste Flanschabschnitt umfasst eine erste axiale Widerlagerflanschfläche und der zweite Flanschabschnitt umfasst eine zweite axiale Widerlagerflanschfläche, die der ersten axialen Widerlagerflanschfläche zugewandt ist. Die erste und zweite Widerlagerflanschfläche stoppen die axiale Bewegung, wenn das Lagergehäuse während der Montage am Endgehäuse befestigt wird.The first and second flange portions are each arranged on an outside of the bearing housing and on an outside of the end housing. The first flange portion includes a first axial abutment flange surface and the second flange portion includes a second axial abutment flange surface that faces the first axial abutment flange surface. The first and second abutment flange surfaces stop axial movement when the bearing housing is attached to the end housing during assembly.

Das Lagergehäuse umfasst eine erste Zentrierfläche und das Endgehäuse umfasst eine zweite Zentrierfläche, die der ersten Zentrierfläche zugewandt ist. Die erste und die zweite Zentrierfläche sind in Bezug auf die Gehäuseachse konzentrisch. Sie ermöglichen es, das Turbinengehäuse und das Lagergehäuse entlang der Gehäuseachse auszurichten, wenn das Lagergehäuse am Turbinengehäuse befestigt ist und in dieses eingreift. Ein durch die umlaufenden Zentrierflächen definierter Durchmesser ist gleich oder ähnlich einem Durchmesser, der durch die Zentrierflächen eines herkömmlichen Abgasturboladers definiert ist. Unter Berücksichtigung der Zentrierflächen würden sie jedoch eine Drehbewegung des ersten und zweiten Flanschabschnitts um die Gehäuseachse ermöglichen. Eine solche Drehbewegung des ersten Flanschabschnitts in Bezug auf den zweiten Flanschabschnitt würde dazu führen, dass ihre Umfänge nicht mehr kongruent sind. Die um die Kanten des ersten und zweiten Flanschabschnitts angeordnete V-Band-Verbindung erzwingt jedoch kongruente Umfänge und verhindert eine Drehbewegung des ersten und zweiten Flanschabschnitts relativ zueinander. Außerdem ermöglicht das Ausrichten der Flanschprofile eine korrekte Montage.The bearing housing comprises a first centering surface and the end housing comprises a second centering surface which faces the first centering surface. The first and the second centering surface are concentric with respect to the housing axis. They make it possible to align the turbine housing and the bearing housing along the housing axis when the bearing housing is attached to the turbine housing and engages in it. A diameter defined by the circumferential centering surfaces is equal to or similar to a diameter which is defined by the centering surfaces of a conventional exhaust gas turbocharger. Taking into account the centering surfaces, however, they would enable the first and second flange sections to rotate about the housing axis. Such a rotary movement of the first flange section in relation to the second flange section would lead to their circumferences no longer being congruent. The V-band connection arranged around the edges of the first and second flange sections, however, enforces congruent circumferences and prevents rotational movement of the first and second flange sections relative to one another. In addition, the alignment of the flange profiles enables correct assembly.

In einer Ausführung umfasst das Lagergehäuse eine erste axiale Widerlager-Gehäusefläche und das Endgehäuse eine zweite axiale Widerlager-Gehäusefläche, die der ersten axialen Widerlager-Gehäusefläche zugewandt ist. Die erste und die zweite axiale Widerlager-Gehäusefläche sind in Bezug auf die Gehäuseachse konzentrisch und ermöglichen das Anhalten der axialen Bewegung während der Montage. Die erste Zentrierfläche und die erste axiale Widerlager-Gehäusefläche sind winklig zueinander und entweder auf einem Vorsprung oder einer Vertiefung angeordnet. Die zweite Zentrierfläche und die zweite axiale Widerlager-Gehäusefläche sind winklig zueinander und auf der anderen Seite in Form eines Vorsprungs und einer Vertiefung angeordnet. Bei der Montage wird der Vorsprung des einen Lagergehäuses oder des Endgehäuses in die Aussparung des anderen Lagergehäuses oder Endgehäuses eingeführt. Das Zusammenwirken der ersten und zweiten Zentrierfläche ermöglicht die Zentrierung des Lagergehäuses und des Turbinengehäuses in Bezug auf die Gehäuseachse während der Montage. Die Gestaltung der Anschlagflächen, die auch als Kontaktflächen bezeichnet werden können, entspricht oder ähnelt der Gestaltung der Anschlagflächen eines herkömmlichen Abgasturboladers. In one embodiment, the bearing housing comprises a first axial abutment housing surface and the end housing comprises a second axial abutment housing surface which faces the first axial abutment housing surface. The first and second axial abutment housing surfaces are concentric with respect to the housing axis and allow axial movement to be stopped during assembly. The first centering surface and the first axial abutment housing surface are angled to one another and are arranged either on a projection or a recess. The second centering surface and the second axial abutment housing surface are arranged at an angle to one another and on the other side in the form of a projection and a recess. During assembly, the projection of one bearing housing or the end housing is inserted into the recess of the other bearing housing or end housing. The interaction of the first and second centering surfaces enables the bearing housing and the turbine housing to be centered in relation to the housing axis during assembly. The design of the stop surfaces, which can also be referred to as contact surfaces, corresponds or is similar to the design of the stop surfaces of a conventional exhaust gas turbocharger.

Im Vergleich zu einem herkömmlichen Abgasturbolader haben der exzentrische erste und zweite Flanschabschnitt keine Auswirkungen auf das Gehäuse. Sie haben keinen Einfluss auf das Stapel- und Konturspiel. Der Montageprozess ist der gleiche wie bei einem herkömmlichen Abgasturbolader. Die Herstellungskosten der Gehäusekomponenten sind ähnlich hoch wie die Kosten konventioneller Gehäusekomponenten. Dennoch ermöglichen die exzentrischen Flanschprofile eine Kostenreduzierung im Vergleich zu einer Schraubverbindung.Compared to a conventional exhaust gas turbocharger, the eccentric first and second flange sections have no effects on the housing. They have no influence on the stacking and contouring game. The assembly process is the same as for a conventional exhaust gas turbocharger. The manufacturing costs of the housing components are similar to the costs of conventional housing components. Nevertheless, the eccentric flange profiles enable a cost reduction compared to a screw connection.

Im Folgenden werden einige Beispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, wobei

  • 1 eine Ausführungsform eines Abgasturboladers in einer schematisch vereinfachten Ansicht zeigt.
  • 2 einen Querschnitt durch den turbinenseitigen Bereich einer Verkörperung eines Abgasturboladers zeigt.
  • 3 einen Mittelkreis und einen Flanschkreis zeigt.
  • 4 eine Querschnittsansicht des in 2 dargestellten Abgasturboladers zeigt.
In the following, some examples of the invention are explained in more detail with reference to the drawing, wherein
  • 1 shows an embodiment of an exhaust gas turbocharger in a schematically simplified view.
  • 2 shows a cross section through the turbine-side region of an embodiment of an exhaust gas turbocharger.
  • 3 shows a center circle and a flange circle.
  • 4th a cross-sectional view of the in 2 shown exhaust gas turbocharger shows.

In den Figuren sind identische oder funktionell identische Komponenten mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Identical or functionally identical components are provided with the same reference symbols in the figures.

1 zeigt eine Ausführungsform eines Abgasturboladers 1 in einer schematisch vereinfachten Ansicht. Der Abgasturbolader 1 umfasst ein Turbinengehäuse 2, ein Lagergehäuse 3 und ein Verdichtergehäuse 4. In dem Lagergehäuse 3 ist eine Welle 5 drehbar gelagert. Ein Turbinenrad 6 sitzt an einem Ende der Welle 5, im Turbinengehäuse 2. Ein Einlasskanal 8 umgibt das Turbinenrad 6. Ein Verdichterrad 7 sitzt auf der anderen Seite der Welle 5, im Verdichtergehäuse 4. Das Turbinengehäuse 2, das Verdichtergehäuse 4 und das Lagergehäuse 3 sind entlang einer zentralen Gehäuseachse 10 angeordnet, die durch die Welle 5 definiert ist. Die Gehäuseachse 10 ist eine Drehachse der Welle 5. 1 shows an embodiment of an exhaust gas turbocharger 1 in a schematically simplified view. The exhaust gas turbocharger 1 includes a turbine housing 2 , a bearing housing 3 and a compressor housing 4th . In the bearing housing 3 is a wave 5 rotatably mounted. A turbine wheel 6 sits at one end of the shaft 5 , in the turbine housing 2 . An inlet port 8th surrounds the turbine wheel 6 . A compressor wheel 7th sits on the other side of the shaft 5 , in the compressor housing 4th . The turbine housing 2 , the compressor housing 4th and the bearing housing 3 are along a central housing axis 10 arranged by the shaft 5 is defined. The housing axis 10 is an axis of rotation of the shaft 5 .

Bei normalem Betrieb des Abgasturboladers 1 strömt das Abgas über den Ansaugkanal 8 zum Turbinenrad 6. Nachdem das Abgas am Turbinenrad 6 vorbeiströmt, verlässt es den Abgasturbolader 1 über einen Turbinengehäuseauslass 9. Über das rotierende Turbinenrad 6 und die Welle 5 wird das Verdichterrad 7 in Rotation versetzt und verdichtet so Ladeluft für einen Verbrennungsmotor (nicht dargestellt).During normal operation of the exhaust gas turbocharger 1 the exhaust gas flows through the intake duct 8th to the turbine wheel 6 . After the exhaust gas on the turbine wheel 6 flows past, it leaves the exhaust gas turbocharger 1 via a turbine housing outlet 9 . About the rotating turbine wheel 6 and the wave 5 becomes the compressor wheel 7th set in rotation and thus compresses charge air for an internal combustion engine (not shown).

2 zeigt eine Querschnittsansicht eines turbinenseitigen Bereichs einer Ausführungsform eines Abgasturboladers 1, umfassend ein Lagergehäuse 3 und ein Turbinengehäuse 2. Im Lagergehäuse 3 ist eine Welle 5 so gelagert, dass sie sich um eine Gehäuseachse 10 drehen kann, die auch als Hauptachse des Turboladers 1 betrachtet werden kann. Ein Turbinenrad 6 sitzt an einem Ende der Welle 5, im Turbinengehäuse 2. Ein zweiflutiger Einlasskanal 8 umgibt das Turbinenrad 6 und führt die Abgase zum Turbinenrad 6, wodurch das Turbinenrad 6 und die Welle 5 in Rotation versetzt werden. Ein Verdichterrad 7 sitzt auf der anderen Seite der Welle 5, in einem Verdichtergehäuse 4 (in 2 nicht dargestellt). 2 shows a cross-sectional view of a turbine-side region of an embodiment of an exhaust gas turbocharger 1 , comprising a bearing housing 3 and a turbine housing 2 . In the bearing housing 3 is a wave 5 mounted so that they are around a housing axis 10 can rotate, which also acts as the main axis of the turbocharger 1 can be viewed. A turbine wheel 6 sits at one end of the shaft 5 , in the turbine housing 2 . A double-flow inlet port 8th surrounds the turbine wheel 6 and leads the exhaust gases to the turbine wheel 6 , making the turbine wheel 6 and the wave 5 be set in rotation. A compressor wheel 7th sits on the other side of the shaft 5 , in a compressor housing 4th (in 2 not shown).

Ein axial vorstehender Teil 12 des Lagergehäuses 3 ist in einer Aussparung 14 des Turbinengehäuses 2 angeordnet. Der vorstehende Teil 12 und die Aussparung 14 haben Achsen, die mit der Gehäuseachse 10 übereinstimmen. Der axial vorstehende Teil 12 hat einen Umfangsrand, auf dessen einer Seite eine nach außen weisende erste Zentrierfläche 16 und winklig dazu eine dem Turbinenrad 6 zugewandte erste axiale Widerlager-Gehäusefläche 22 angeordnet ist. Vorzugsweise ist die erste axiale Widerlager-Gehäusefläche 22 rechtwinklig zur Gehäuseachse 10.An axially protruding part 12th of the bearing housing 3 is in a recess 14th of the turbine housing 2 arranged. The preceding part 12th and the recess 14th have axes that coincide with the housing axis 10 to match. The axially protruding part 12th has a peripheral edge on one side of which an outwardly facing first centering surface 16 and angled to the turbine wheel 6 facing first axial abutment housing surface 22nd is arranged. Preferably, the first axial abutment is housing surface 22nd perpendicular to the housing axis 10 .

Die Aussparung 14 hat eine zweite Zentrierfläche 18, die nach innen zur ersten Zentrierfläche 16 weist. Darüber hinaus umfasst die Aussparung 14 eine zweite axiale Widerlager-Gehäusefläche 24, die winklig zur zweiten Zentrierfläche 18 und vorzugsweise rechtwinklig zur Gehäuseachse 10 angeordnet ist.The recess 14th has a second centering surface 18th facing inwards to the first centering surface 16 shows. It also includes the recess 14th a second axial abutment housing surface 24 that are angled to the second centering surface 18th and preferably at right angles to the housing axis 10 is arranged.

Die erste und zweite Zentrierfläche 16, 18 sind konzentrisch in Bezug auf die Gehäuseachse 10. In dieser Ausführungsform sind sie parallel zur Gehäuseachse 10. Die erste und zweite Zentrierfläche 16, 18 definieren einen zur Gehäuseachse 10 konzentrischen Mittelkreis 52, wobei der Mittelkreis 52 einen Durchmesser D1 hat.The first and second centering surface 16 , 18th are concentric with respect to the housing axis 10 . In this embodiment they are parallel to the housing axis 10 . The first and second centering surface 16 , 18th define one to the housing axis 10 concentric center circle 52 , where the center circle 52 a diameter D1 Has.

In einer alternativen Ausführungsform können die erste und zweite Zentrierfläche 16, 18 gegenüber der Gehäuseachse 10 so abgewinkelt sein, dass sie bei der Befestigung eine axiale Bewegung zwischen dem Lagergehäuse 3 und dem Turbinengehäuse 2 zulassen. Mit anderen Worten, das Zusammenwirken der ersten und zweiten Zentrierfläche 16, 18 ermöglicht die Zentrierung des Lagergehäuses 3 und des Turbinengehäuses 2 in Bezug auf die Gehäuseachse 10 beim Zusammenbau.In an alternative embodiment, the first and second centering surfaces 16 , 18th opposite the housing axis 10 be angled so that there is axial movement between the bearing housing when fastening 3 and the turbine housing 2 allow. In other words, the interaction of the first and second centering surfaces 16 , 18th allows the bearing housing to be centered 3 and the turbine housing 2 in relation to the housing axis 10 during assembly.

Die erste axiale Widerlager-Gehäusefläche 22 weist der zweiten axialen Widerlager-Gehäusefläche 24 zu. Die erste und zweite axiale Widerlager-Gehäusefläche 22, 24 sind konzentrisch in Bezug auf die Gehäuseachse 10. Sie sind rechtwinklig oder winklig in Bezug auf die Gehäuseachse 10 so angeordnet, dass die erste und zweite axiale Widerlager-Gehäusefläche 22, 24 die axiale Bewegung zwischen dem Lagergehäuse 3 und dem Turbinengehäuse 2 stoppen, wenn der hervorstehende Teil 12 des Lagergehäuses 3 in die Aussparung 14 des Turbinengehäuses 2 eingesetzt wird.The first axial abutment housing surface 22nd faces the second axial abutment housing surface 24 to. The first and second axial abutment housing surfaces 22nd , 24 are concentric with respect to the housing axis 10 . They are right-angled or angled with respect to the axis of the housing 10 arranged so that the first and second axial abutment housing surface 22nd , 24 the axial movement between the bearing housing 3 and the turbine housing 2 stop when the protruding part 12th of the bearing housing 3 into the recess 14th of the turbine housing 2 is used.

Darüber hinaus besteht das Lagergehäuse 3 aus einem ersten Flanschabschnitt 26, der sich in Umfangsrichtung an einem Außenbereich des Lagergehäuses 3 befindet. Der erste Flanschabschnitt 26 hat eine erste axiale Widerlagerflanschfläche 28, die dem Turbinengehäuse 2 zugewandt ist.In addition, there is the bearing housing 3 from a first flange section 26th , which is located in the circumferential direction on an outer region of the bearing housing 3 is located. The first flange section 26th has a first axial abutment flange surface 28 that the turbine housing 2 is facing.

Das Turbinengehäuse 2 umfasst einen zweiten Flanschabschnitt 32, der sich in Umfangsrichtung an einem äußeren Bereich des Turbinengehäuses 2 befindet. Der zweite Flanschabschnitt 32 hat eine zweite axiale Widerlagerflanschfläche 34, die der ersten Widerlagerflanschfläche 28 des Lagergehäuses 3 zugewandt ist.The turbine housing 2 includes a second flange portion 32 , which extends in the circumferential direction on an outer region of the turbine housing 2 is located. The second flange section 32 has a second axial abutment flange surface 34 that of the first abutment flange surface 28 of the bearing housing 3 is facing.

Vorzugsweise sind die erste und zweite Widerlagerflanschfläche 28, 34 rechtwinklig zur Gehäuseachse 10. Die von der ersten bzw. zweiten Widerlagerflanschfläche 28, 34 abgewandten Seiten des ersten und zweiten Flanschabschnitts 26, 32 sind zu den Außenkanten der Flanschabschnitte 26, 32 geneigt.Preferably the first and second abutment flange surfaces are 28 , 34 perpendicular to the housing axis 10 . That of the first and second abutment flange surfaces, respectively 28 , 34 facing away sides of the first and second flange portion 26th , 32 are to the outer edges of the flange sections 26th , 32 inclined.

Die ersten und zweiten Flanschabschnitte 26, 32 sind so zueinander ausgerichtet, dass ihre Querschnitte kongruent sind. Die Profile des ersten und zweiten Flanschabschnitts 26, 32 bilden ein V-förmiges Flanschprofil, wenn die erste Widerlagerflanschfläche 28 auf die zweite Widerlagerflanschfläche 34 gelegt wird, wodurch ein umlaufender zweiteiliger Flansch 35 gebildet wird.The first and second flange sections 26th , 32 are aligned with one another so that their cross-sections are congruent. The profiles of the first and second flange sections 26th , 32 form a V-shaped flange profile when the first abutment flange surface 28 on the second abutment flange surface 34 is placed, creating a circumferential two-part flange 35 is formed.

Eine V-Band-Verbindung 36, die um den Flansch 35 herum angeordnet ist, verbindet den ersten und zweiten Flanschabschnitt 26, 32. Die V-Band-Verbindung 36 besteht aus einem Profilabschnitt 38 mit einem V-förmigen oder U-förmigen Profil oder einem ähnlichen Profil. Das Profilteil 38 wird durch eine Umfangskraft auf das Profilsegment 38 mit dem Flansch 35 verbunden. Das erste und zweite Flanschprofil 26, 32 werden durch das Profilprofil 38 zusammengepresst, da die Radiallast durch die Keilwirkung des Profilprofils 38 als Axiallast auf die Gegenflanschprofile 26, 32 übertragen wird.A V-band connection 36 around the flange 35 arranged around connects the first and second flange portions 26th , 32 . The V-band connection 36 consists of a profile section 38 with a V-shaped or U-shaped profile or a similar profile. The profile part 38 is caused by a circumferential force on the profile segment 38 with the flange 35 connected. The first and second flange profile 26th , 32 are through the profile profile 38 compressed because the radial load is caused by the wedge effect of the profile profile 38 as an axial load on the counter flange profiles 26th , 32 is transmitted.

Die ersten und zweiten Flanschabschnitte 26, 32 haben einen entsprechenden Umfang, wodurch sie bündig zueinander ausgerichtet werden können. Die erste und zweite Flanschsektion 26, 32 sind jedoch exzentrisch zur Gehäuseachse 10 angeordnet. Die Flanschachsen 20 des ersten und zweiten Flanschabschnitts 26, 32 sowie die Achse der V-Band-Verbindung 36 entsprechen und sind zur Gehäuseachse 10 versetzt. Mit anderen Worten, es besteht ein Abstand E zwischen den Flanschachsen 20 und der Gehäuseachse 10. Die ersten und zweiten Flanschabschnitte 26, 32 sowie die sie umgebende V-Band-Verbindung 36 definieren einen bezüglich der Gehäuseachse 10 exzentrischen Flanschkreis 54 mit einem Flanschdurchmesser D2.The first and second flange sections 26th , 32 have a corresponding circumference, which means that they can be aligned flush with one another. The first and second flange sections 26th , 32 however, they are eccentric to the housing axis 10 arranged. The flange axes 20th of the first and second flange portions 26th , 32 as well as the axis of the V-band connection 36 correspond to and are to the housing axis 10 offset. In other words, there is a gap E. between the flange axes 20th and the housing axis 10 . The first and second flange sections 26th , 32 as well as the surrounding V-band connection 36 define one with respect to the housing axis 10 eccentric flange circle 54 with a flange diameter D2 .

Die Schnittdarstellung in 2 zeigt deutlich die Exzentrizität des ersten und zweiten Flanschabschnitts 26, 32, da der Flansch 35 auf der einen Seite, das ist die Fläche des oben in 2 dargestellten Flansches 35, des Lagergehäuses 3 breiter ist als auf der anderen Seite, das ist die Fläche des unten in 2 dargestellten Flansches 35.The sectional view in 2 clearly shows the eccentricity of the first and second flange portions 26th , 32 as the flange 35 on the one hand, that's the area of the top in 2 shown flange 35 , the bearing housing 3 wider than on the other side, that's the area of the bottom in 2 shown flange 35 .

Die Exzentrizität ermöglicht eine korrekte Ausrichtung zwischen den Gehäusebauteilen bei der Montage und ihre Beibehaltung während der Lebensdauer des Abgasturboladers 1. Wenn der erste und zweite Flanschabschnitt 26, 32 so ausgerichtet werden, dass die Ausrichtung ihrer Querschnitte übereinstimmt, bilden der erste und zweite Flanschabschnitt 26, 32 einen bündig umlaufenden Flansch 35, der durch die V-Band-Verbindung 36 fixiert und in dieser Position gehalten wird.The eccentricity enables correct alignment between the housing components during assembly and their maintenance during the life of the exhaust gas turbocharger 1 . When the first and second flange sections 26th , 32 are aligned so that the alignment of their cross-sections match, form the first and second flange portions 26th , 32 a flush flange 35 that goes through the V-band connection 36 is fixed and held in this position.

3 veranschaulicht die Idee der exzentrischen Flanschabschnitte 26, 32. 3 zeigt den Zentrierdurchmesser D1 des Mittelkreises 52 entsprechend der Anordnung der Zentrierflächen 16, 18. Außerdem zeigt 3 den Flanschdurchmesser D2 des exzentrischen Flanschkreises 54, der dem von der V-Band-Verbindung 36 umgebenen Flansch 35 entspricht. Der Flanschdurchmesser D2 ist größer als der Zentrierdurchmesser D1. Die Mittelpunkte der Kreise 52, 54 sind um den Abstand E versetzt, der ein Indikator für den Grad der Exzentrizität ist. 3 illustrates the idea of the eccentric flange sections 26th , 32 . 3 shows the centering diameter D1 of the center circle 52 according to the arrangement of the centering surfaces 16 , 18th . Also shows 3 the flange diameter D2 of the eccentric flange circle 54 that of the one from the V-band connection 36 surrounded flange 35 corresponds. The flange diameter D2 is larger than the centering diameter D1 . The centers of the circles 52 , 54 are around the distance E. offset, which is an indicator of the degree of eccentricity.

Es gibt sechs Freiheitsgrade der Gehäusekomponenten: Translation entlang der x-Achse, y-Achse und z-Achse (auch x-Translation, y-Translation und z-Translation genannt) und Rotation um die x-Achse, y-Achse und z-Achse (auch x-Rotation, y-Rotation und z-Rotation genannt). Bei der Verbindung des Turbinengehäuses 2 mit dem Lagergehäuse 3 sollten die Freiheitsgrade festgelegt werden. Mit anderen Worten, jede Rotations- oder Translationsbewegung sollte vermieden werden.There are six degrees of freedom of the housing components: translation along the x-axis, y-axis and z-axis (also called x-translation, y-translation and z-translation) and rotation around the x-axis, y-axis and z-axis Axis (also called x-rotation, y-rotation and z-rotation). When connecting the turbine housing 2 with the bearing housing 3 the degrees of freedom should be specified. In other words, any rotational or translational movement should be avoided.

Die Kontaktflächen, einschließlich der axialen Abutmentgehäuseflächen 22, 24 und der Abutmentflanschflächen 26, 32, fixieren die z-Translation, die x-Rotation und die y-Rotation. Die Zentrierflächen 16, 18, die den Mittelkreis 52 definieren, fixieren die x-Translation und die y-Translation. Die exzentrische V-Band-Verbindung 36 fixiert die verbleibende mögliche Drehung um die Gehäuseachse 10, die z-Rotation.The contact surfaces, including the axial abutment housing surfaces 22nd , 24 and the abutment flange surfaces 26th , 32 , fix the z-translation, the x-rotation and the y-rotation. The centering surfaces 16 , 18th who have made the center circle 52 define, fix the x-translation and the y-translation. The eccentric V-band connection 36 fixes the remaining possible rotation around the housing axis 10 , the z-rotation.

4 zeigt eine Querschnittsansicht des Abgasturboladers 1 aus 2 entlang der Linie A-A. 4th shows a cross-sectional view of the exhaust gas turbocharger 1 out 2 along the line AA.

Der vorstehende Teil 12 des Lagergehäuses 3 mit der ersten Zentrierfläche 16 und die Aussparung 14 des Turbinengehäuses 2 mit der zweiten Zentrierfläche 18 greifen entlang des Mittelkreises 52 mit dem Zentrierdurchmesser D1 ineinander. Der Mittelpunkt dieses Kreises 52 entspricht der Gehäuseachse 10. Der erste Flanschabschnitt 26 und der zweite Flanschabschnitt 32, die den Flansch 35 bilden, definieren den bezüglich der Gehäuseachse 10 exzentrischen Flanschkreis 41. Die Achse 20 des Flansches 35 und der V-Band-Verbindung 36 ist um den Abstand E zur Gehäuseachse 10 versetzt.The preceding part 12th of the bearing housing 3 with the first centering surface 16 and the recess 14th of the turbine housing 2 with the second centering surface 18th grab along the center circle 52 with the centering diameter D1 into each other. The center of this circle 52 corresponds to the housing axis 10 . The first flange section 26th and the second flange portion 32 who have made the flange 35 form, define the with respect to the housing axis 10 eccentric flange circle 41. The axis 20th of the flange 35 and the V-band connection 36 is about the distance E. to the housing axis 10 offset.

Die V-Band-Verbindung 36 ist um den Flansch 35 herum angeordnet. Die V-Band-Verbindung 36 umfasst ein Verschlusselement 42 und das auf dem Flansch 35 angeordneten Profilsegment 38. Das Profilsegment 38 umfasst zwei halbkreisförmige Profilelemente 44, die an ihren einen Enden durch ein Scharnier 46 und an ihren anderen Enden durch das als Verschlussbolzen ausgebildete Verschlusselement 42 verbunden sind. Das erste und das zweite Flanschsegment 26, 32 werden durch Anziehen des Verschlussbolzens verbunden. Eine solche V-Band-Verbindung 36, wie oben beschrieben, kann auch als V-Schelle bezeichnet werden.The V-band connection 36 is around the flange 35 arranged around. The V-band connection 36 comprises a closure element 42 and that on the flange 35 arranged profile segment 38 . The profile segment 38 comprises two semicircular profile elements 44 at their one ends by a hinge 46 and at their other ends by the locking element designed as a locking bolt 42 are connected. The first and second flange segments 26th , 32 are connected by tightening the locking bolt. Such a V-band connection 36 , as described above, can also be referred to as a V-clamp.

Eine alternative Ausführungsform einer V-Band-Verbindung 36 umfasst eine Reihe von Profilelementen, die innerhalb eines äußeren Bandes verbunden sind, das ein Zugband bildet, wobei die Enden des äußeren Bandes durch ein Verschlusselement verbunden sind. Ausführungsformen von V-Band-Verbindungen umfassen Ausführungsformen mit und ohne äußeres Spannband.An alternative embodiment of a V-band connection 36 comprises a series of profile elements which are connected within an outer band which forms a drawstring, the ends of the outer band being connected by a closure element. Embodiments of V-band connections include embodiments with and without an external tension band.

Die Verbindung des Lagergehäuses 3 und des Turbinengehäuses 2 wurde oben ausführlich beschrieben. Dennoch kann eine solche Verbindung von Gehäusebauteilen mittels einer V-Band-Verbindung 36, die die exzentrischen Flanschabschnitte 26, 32 verbindet, auch oder alternativ zur Verbindung des Verdichtergehäuses 4 mit dem Lagergehäuse 2 verwendet werden. In diesem Fall weist das Verdichtergehäuse 4 die gleichen Merkmale auf, die im Zusammenhang mit dem Turbinengehäuse 2 beschrieben sind, und ist in gleicher Weise wie das Turbinengehäuse 2 mit dem Lagergehäuse 3 verbunden.The connection of the bearing housing 3 and the turbine housing 2 has been described in detail above. However, such a connection of housing components can be achieved by means of a V-band connection 36 showing the eccentric flange sections 26th , 32 connects, also or alternatively to the connection of the compressor housing 4th with the bearing housing 2 be used. In this case the compressor housing 4th the same characteristics as those associated with the turbine housing 2 are described, and is in the same way as the turbine housing 2 with the bearing housing 3 connected.

Die oben genannten und die in den Ansprüchen angegebenen sowie die den Figuren entnehmbaren Merkmale lassen sich sowohl einzeln als auch in verschiedenen Kombinationen vorteilhaft realisieren. Die Erfindung ist nicht auf die beispielhaft beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern kann im Rahmen der Kenntnisse eines Fachmanns in vielfältiger Weise modifiziert werden.The features mentioned above and those specified in the claims, as well as those that can be derived from the figures, can advantageously be implemented both individually and in various combinations. The invention is not restricted to the embodiments described by way of example, but can be modified in many ways within the framework of the knowledge of a person skilled in the art.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
Abgas-TurboladerExhaust gas turbocharger
22
TurbinengehäuseTurbine housing
33
LagergehäuseBearing housing
44th
VerdichtergehäuseCompressor housing
55
Wellewave
66th
TurbinenradTurbine wheel
77th
VerdichterradCompressor wheel
88th
EinlasskanalInlet port
99
TurbinengehäuseauslassTurbine housing outlet
1010
GehäuseachseHousing axis
1212
vorstehender Teilprotruding part
1414th
AussparungRecess
1616
erste Zentrierflächefirst centering surface
1818th
zweite Zentrierflächesecond centering surface
2020th
FlanschachseFlange axis
2222nd
erste axiale Widerlager-Gehäuseflächefirst axial abutment housing surface
2424
zweite axiale Widerlager-Gehäuseflächesecond axial abutment housing surface
2626th
erster Flanschabschnittfirst flange section
2828
erste Widerlagerflanschflächefirst abutment flange surface
3232
zweiter Flanschabschnittsecond flange section
3434
zweite Widerlagerflanschflächesecond abutment flange surface
3535
Flanschflange
3636
V-Band-VerbindungV-band connection
3838
ProfilsegmentProfile segment
4242
VerschlusselementClosure element
4444
ProfilelementProfile element
5252
MittelpunktkreisCenter point circle
5454
FlanschkreisFlange circle
D1D1
ZentrierdurchmesserCentering diameter
D2D2
FlanschdurchmesserFlange diameter
EE.
Abstanddistance

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • EP 3205845 A1 [0004]EP 3205845 A1 [0004]

Claims (12)

Abgasturbolader, umfassend - ein Lagergehäuse (3), das zur Lagerung einer Welle (5) geeignet ist, - ein Endgehäuse (2, 4), das zur Aufnahme eines Rades (6, 7) geeignet ist, das an einem Ende der Welle (5) montiert ist, wobei das Lagergehäuse (3) einen ersten Flanschabschnitt (26) aufweist, wobei das Endgehäuse (2, 4) einen zweiten Flanschabschnitt (32) mit einem Umfang aufweist, der einem Umfang des ersten Flanschabschnitts (26) entspricht, wobei der erste und der zweite Flanschabschnitt (26, 32) miteinander verbunden sind, wobei der erste und der zweite Flanschabschnitt (26, 32) in Bezug auf eine durch die Welle (5) definierte Gehäuseachse (10) exzentrisch sind.Exhaust gas turbocharger, comprehensive - a bearing housing (3) which is suitable for mounting a shaft (5), - An end housing (2, 4) which is suitable for receiving a wheel (6, 7) which is mounted on one end of the shaft (5), the bearing housing (3) having a first flange portion (26), the End housing (2, 4) has a second flange section (32) with a circumference which corresponds to a circumference of the first flange section (26), the first and second flange sections (26, 32) being connected to one another, wherein the first and the second flange section (26, 32) are eccentric with respect to a housing axis (10) defined by the shaft (5). Abgasturbolader nach Anspruch 1, wobei eine V-Band-Verbindung (36) den ersten und zweiten Flanschabschnitt (26, 32) verbindet.Exhaust gas turbocharger after Claim 1 wherein a V-band connection (36) connects the first and second flange portions (26, 32). Abgasturbolader nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Lagergehäuse (3) an dem Endgehäuse (2, 4) derart befestigt ist, dass der erste und zweite Flanschabschnitt (26, 32) miteinander ausgerichtet sind und einen umlaufenden Umfangs-Flansch (35) bilden.Exhaust gas turbocharger after Claim 1 or 2 wherein the bearing housing (3) is attached to the end housing (2, 4) in such a way that the first and second flange sections (26, 32) are aligned with one another and form a circumferential flange (35). Abgasturbolader nach Anspruch 3, wobei die V-Band-Verbindung (36) auf dem umlaufenden Flansch (35) angeordnet ist, wodurch der erste und der zweite Flanschabschnitt (26, 32) zusammengepresst werden und eine Drehbewegung eines der ersten und zweiten Flanschabschnitte (26, 32) in Bezug auf den anderen der ersten und zweiten Flanschabschnitte (26, 32) vermieden wird.Exhaust gas turbocharger after Claim 3 wherein the V-band connection (36) is arranged on the circumferential flange (35), whereby the first and second flange sections (26, 32) are pressed together and a rotational movement of one of the first and second flange sections (26, 32) in Relation to the other of the first and second flange portions (26, 32) is avoided. Abgasturbolader nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der erste Flanschabschnitt (26) einen kreisförmigen Umfang und eine erste Achse (20) aufweist und der zweite Flanschabschnitt (32) einen kreisförmigen Umfang und eine zweite Achse (20) aufweist, die der ersten Achse (20) entspricht.The exhaust gas turbocharger according to any one of the preceding claims, wherein the first flange section (26) has a circular circumference and a first axis (20) and the second flange section (32) has a circular circumference and a second axis (20) which is the first axis (20 ) corresponds. Abgasturbolader nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der erste Flanschabschnitt (26) und der zweite Flanschabschnitt (32) jeweils an einer Außenseite des Lagergehäuses (3) und an einer Außenseite des Endgehäuses (2, 4) angeordnet sind.The exhaust gas turbocharger according to one of the preceding claims, wherein the first flange section (26) and the second flange section (32) are each arranged on an outside of the bearing housing (3) and on an outside of the end housing (2, 4). Abgasturbolader nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der erste Flanschabschnitt (26) eine erste Widerlagerflanschfläche (28) und der zweite Flanschabschnitt (32) eine zweite Widerlagerflanschfläche (34) aufweist, die der ersten Widerlagerflanschfläche (28) zugewandt ist.The exhaust gas turbocharger according to claim 1, wherein the first flange section (26) has a first abutment flange surface (28) and the second flange section (32) has a second abutment flange surface (34) which faces the first abutment flange surface (28). Abgasturbolader nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Lagergehäuse (3) eine erste Zentrierfläche (16) aufweist und das Endgehäuse (2, 4) eine zweite Zentrierfläche (18) aufweist, die der ersten Zentrierfläche (16) zugewandt ist, wobei die ersten und zweiten Zentrierflächen (16, 18) konzentrisch in Bezug auf die Gehäuseachse (10) sind.The exhaust gas turbocharger according to one of the preceding claims, wherein the bearing housing (3) has a first centering surface (16) and the end housing (2, 4) has a second centering surface (18) facing the first centering surface (16), the first and second centering surfaces (16, 18) are concentric with respect to the housing axis (10). Abgasturbolader nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Lagergehäuse (3) eine erste axiale Widerlager-Gehäusefläche (22) aufweist und das Endgehäuse (2, 4) eine zweite axiale Widerlager-Gehäusefläche (24) aufweist, die der ersten axialen Widerlager-Gehäusefläche (22) zugewandt ist, wobei die erste und die zweite axiale Widerlager-Gehäusefläche (22, 24) in Bezug auf die Gehäuseachse (10) konzentrisch sind.The exhaust gas turbocharger according to one of the preceding claims, wherein the bearing housing (3) has a first axial abutment housing surface (22) and the end housing (2, 4) has a second axial abutment housing surface (24) which corresponds to the first axial abutment housing surface ( 22), the first and the second axial abutment housing surfaces (22, 24) being concentric with respect to the housing axis (10). Abgasturbolader nach Anspruch 9, wobei die erste Zentrierfläche (16) und die erste axiale Widerlagergehäusefläche (22) winklig zueinander und entweder auf einem Vorsprung (12) oder auf einer Aussparung (14) angeordnet sind, und wobei die zweite Zentrierfläche (18) und die zweite axiale Widerlagergehäusefläche (24) winklig zueinander und auf der anderen von einem Vorsprung (12) und einer Ausnehmung (14) angeordnet sind.Exhaust gas turbocharger after Claim 9 , wherein the first centering surface (16) and the first axial abutment housing surface (22) are arranged at an angle to one another and either on a projection (12) or on a recess (14), and wherein the second centering surface (18) and the second axial abutment housing surface ( 24) are arranged at an angle to one another and on the other of a projection (12) and a recess (14). Abgasturbolader nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Endgehäuse (2, 4) als ein Turbinengehäuse (2) ausgebildet ist, das zur Aufnahme des Rades (6, 7) geeignet ist, das als ein Turbinenrad (6) ausgebildet ist.Exhaust gas turbocharger according to one of the preceding claims, wherein the end housing (2, 4) is designed as a turbine housing (2) which is suitable for receiving the wheel (6, 7) which is designed as a turbine wheel (6). Abgasturbolader nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Endgehäuse (2, 4) als Verdichtergehäuse (4) ausgebildet ist, das zur Aufnahme des Rades (6, 7) geeignet ist, das als Verdichterrad (7) ausgebildet ist.Exhaust gas turbocharger according to one of the Claims 1 to 10 , wherein the end housing (2, 4) is designed as a compressor housing (4) which is suitable for receiving the wheel (6, 7) which is designed as a compressor wheel (7).
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