DE112013000311T5

DE112013000311T5 - Abgasturbolader

Info

Publication number: DE112013000311T5
Application number: DE112013000311.2T
Authority: DE
Inventors: Timo Scheuermann
Original assignee: BorgWarner Inc
Current assignee: BorgWarner Inc
Priority date: 2012-01-17
Filing date: 2013-01-08
Publication date: 2014-10-09
Also published as: CN104040141B; KR20140110048A; JP2015503708A; US20150010397A1; CN104040141A; WO2013109433A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Abgasturbolader (1) mit einem Turbinengehäuse (2), das einen Eintrittsstutzen (3) aufweist, und mit einer Verbindungseinrichtung (4) zum Befestigen des Eintrittsstutzens (3) an einer Abgaszuführeinrichtung (5), dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungseinrichtung (4) als Steckverbindungseinrichtung ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Abgasturbolader gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Bei bekannten Abgasturboladern wird der Eintrittsstutzen des Turbinengehäuses beispielsweise an einem Zylinderkopf oder einem Abgaskrümmer eines Verbrennungsmotors mittels einer Schraubverbindung unter Zwischenschaltung einer Dichtung befestigt. Derartige Befestigungen sind jedoch sowohl relativ aufwändig herzustellen als auch zu montieren.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Abgasturbolader der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art zu schaffen, dessen Turbinengehäuse eine vereinfachte Verbindungseinrichtung zum Anschluss an eine Abgaszuführeinrichtung, wie beispielsweise einen Zylinderkopf oder einen Abgaskrümmer, aufweist.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruches 1.
Durch das Vorsehen einer als Steckverbindungseinrichtung ausgebildeten Verbindungseinrichtung ergibt sich ein gewisser Freiheitsgrad in der Verbindung, so dass selbst bei geringfügigen Abweichungen im Montagewinkel keine Probleme auftreten.
Insbesondere ergeben sich keine Dichtprobleme, da durch den bauartbedingten Freiheitsgrad insbesondere winkelmäßige Abweichungen von der exakten Montageposition ausgeglichen werden können.
Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.
Neben einer Verbindung des Turbinengehäuses an einen Abgaskrümmer oder einen Zylinderkopf eines Verbrennungsmotors kann die erfindungsgemäße Verbindungseinrichtung auch bei der Verbindung eines Turboladers einer Niederdruckstufe mit dem Turbolader einer Hochdruckstufe bei zweistufiger Aufladung verwendet werden.
Durch das Vorsehen von Dichteinrichtungen an den Enden der vorzugsweise ein Rohrstück aufweisenden Steckverbindungseinrichtung, ist es möglich, unterschiedliche Dichtgeometrien mit entsprechenden Freiheitsgraden zu schaffen, so dass sicher gestellt werden kann, dass ein stetiger Kontakt zwischen den Dichtflächen, insbesondere im zuvor bereits erwähnten Fall von geringfügigen Abweichungen vom exakten Montagewinkel, möglich ist.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung.
Es zeigt:
1 eine schematisch leicht vereinfachte Darstellung einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Abgasturboladers,
2A, 2B Detaildarstellungen der Verbindungseinrichtung des Abgasturboladers gemäß 1,
3 eine der 2 entsprechende Darstellung einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Abgasturboladers,
4 ein Detail der Verbindungseinrichtung des Abgasturboladers gemäß 3,
5, 6 Darstellungen einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verbindungseinrichtung,
7, 8 den 5 und 6 entsprechende Darstellungen einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steckverbindungseinrichtung,
9, 10 den 5 und 6 entsprechende Darstellungen einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steckverbindungseinrichtung,
11, 12 den 5 und 6 entsprechende Darstellungen einer vierten Ausführungsform, und
13, 14 den 5 und 6 entsprechende Darstellungen einer fünften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steckverbindungseinrichtung.
In 1 ist eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Abgasturboladers 1 dargestellt, der ein Turbinengehäuse 2 aufweist, das mit einem Eintrittsstutzen 3 für Abgas versehen ist. Das Turbinengehäuse 2 kann über den Eintrittsstutzen 3 an einer Abgaszuführeinrichtung befestigt werden, die in 1 durch den Block 5 symbolisiert ist. Wie eingangs erläutert, kann es sich bei der Abgaszuführeinrichtung 5 beispielsweise um einen Abgaskrümmer oder einen Zylinderkopf eines Verbrennungsmotors handeln.
Der Abgasturbolader 1 weist natürlich auch sämtliche anderen Komponenten üblicher Abgasturbolader, wie insbesondere das im Turbinengehäuse 2 angeordnete Turbinenrad, ein Verdichtergehäuse mit Verdichterrad und ein Lagergehäuse sowie gegebenenfalls eine veränderbare Turbinengeometrie mit zugehöriger Stelleinrichtung auf, die jedoch nachfolgend nicht im Einzelnen beschrieben werden, da diese Beschreibung zur Erläuterung der erfindungsgemäßen Prinzipien nicht erforderlicht ist.
Um den Eintrittsstutzen 3 an der Abgaszuführeinrichtung 5 befestigen zu können, ist eine Verbindungseinrichtung 4 vorgesehen, die, wie sich insbesondere aus der Darstellung der 2B ergibt, eine Steckverbindungseinrichtung ist. Die Steckverbindungseinrichtung 4 weist hierbei ein Rohrstück 6 auf, das an seinen beiden Endbereichen mit Nuten 7 und 8 versehen ist, in denen eine Dichteinrichtung 4A bzw. 4B angeordnet ist. Der Aufbau der Steckverbindungseinrichtung 4 wird nachfolgend anhand der 5 bis 14 im Einzelnen erläutert werden.
Die 3 und 4 zeigen eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Abgasturboladers 1 und einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steckverbindungseinrichtung 4, die ebenfalls anhand der nachfolgenden Figuren im Einzelnen erläutert werden wird.
In 5 ist eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steckverbindungseinrichtung 4 dargestellt. Die Steckverbindungseinrichtung 4 weist das bereits anhand der 2B erwähnte Rohrstück 6 auf, das endseitig im Beispielsfalle mit jeweils einem separaten Dichtring 4A' bzw. 4B' versehen ist, die in den zugeordneten umlaufenden Nuten 7 bzw. 8 eingelegt sind. Diese Anordnung ist insbesondere aus der Schnittdarstellung der 6 ersichtlich. Im montierten Zustand, der in 2B bzw. 4 dargestellt ist, wird über die Steckverbindungseinrichtung 4 eine Verbindung zwischen dem Eintrittsstutzen 3 und der Abgaszuführeinrichtung 5 geschaffen, wobei die Dichteinrichtungen 4A, 4B bzw. 4A' und 4B' die nötige Dichtwirkung aufbringen, da sie im Zuge des Aufbaus der Steckverbindung leicht komprimiert werden, sodass sichergestellt ist, dass selbst bei geringfügigen Abweichungen von dem exakten Montagewinkel stets die erforderliche Dichtwirkung zur Vermeidung von Abgaslekagen aufrecht erhalten werden kann.
Die 7 und 8, zeigen eine weitere Ausführungsform der Steckverbindungseinrichtung 4, die wiederum ein Rohrstück 6 umfasst, an dessen Ende 9 bzw. 10 in diesem Fall einstückig ausgebildete Dichteinrichtungen bzw. Dichtringe 4A'' bzw. 4B'' angeordnet sind. Dementsprechend besteht die Steckverbindungseinrichtung 4 der Ausführungsform 7 und 8 einheitlich aus dem selben Material, insbesondere Metallblech, wohingegen es möglich ist, bei der Ausführungsform gemäß den 5 und 6 das Rohrstück 6 und die Dichteinrichtungen bzw. Dichtringe 4A' und 4B' aus unterschiedlichen Materialien herzustellen.
Die Ausführungsform gemäß den 9 und 10 entspricht im Wesentlichen derjenigen der 7 und 8. Wie insbesondere die Schnittdarstellung der 10 verdeutlicht, erstrecken sich jedoch die Dichteinrichtungen bzw. Dichtringe 4A'' und 4B'', in Axialrichtung A des Rohrstücks 6 gesehen, über die beiden Endbereiche 9 bzw. 10 hinaus, sodass das Einsetzen der Dichtringe 4A'', 4B'' in eine Nut 13 der Abgaszuführeinrichtung 5 erleichtert wird. Hierbei ist es möglich, beide Dichtringe 4A'' und 4B'' in Axialrichtung vorstehend auszubilden oder auch nur einen der beiden Dichtringe 4A'' bzw. 4B'' derart auszubilden.
Die Ausführungsform gemäß den 11 und 12 entspricht im Wesentlichen derjenigen der 5 und 6, wobei in diesem Falle jedoch die Dichteinrichtungen bzw. Dichtringe 4A' und 4B' in den zugeordneten umlaufenden Nuten 7 bzw. 8 eingeschweißt sind. Wie auch bei der Ausführungsform gemäß den 5 und 6 ergibt dies die Möglichkeit, unterschiedliche Materialien für das Rohrstück 6 und die Dichtringe 4A' bzw. 4B' zu wählen.
Die Ausführungsform gemäß den 13 und 14 weist eine Steckverbindungseinrichtung 4 auf, die ein Außenrohr 11 umfasst, an dem im Beispielsfalle Dichteinrichtungen bzw. Dichtringe 11A bzw. 11B einstückig angeformt sind. Innerhalb des Außenrohres 11 ist ein Innenrohr 12 angeordnet, das die Abgasführung übernimmt und mit dem Außenrohr 12 beispielsweise über eine Schweißung oder auch andere geeignete Verbindungsarten verbunden werden kann. Auch diese Ausführungsform ergibt mehr Freiheitsgrade zur Verwendung unterschiedlicher Materialien für das Innenrohr 12 und das Außenrohr 11 mit seinen Dichtringen 11A und 11B.
In jedem der zuvor erläuterten Ausführungsbeispiele ergibt sich der Vorteil eines einfacheren Aufbaus für die Verbindungseinrichtung, größere Flexibilität hinsichtlich Materialwahl und Vereinfachung der Montage bei dennoch guter Dichtwirkung. Dies insbesondere selbst dann, wenn Abweichungen vom exakten Montagewinkel zwischen dem Eintrittsstutzen und der Abgaszuführeinrichtung gegeben sind.
Neben der voranstehenden schriftlichen Offenbarung der Erfindung wird hiermit explizit zur Ergänzung der Offenbarung auf die zeichnerische Darstellung in den 1 bis 14 Bezug genommen.
Bezugszeichenliste

1: Abgasturbolader
2: Turbinengehäuse
3: Eintrittsstutzen
4: Steckverbindungseinrichtung
4A, 4B, 4A', 4B', 4A'', 4B'', 11A, 11B: Dichteinrichtungen bzw. Dichtringe
5: Abgaszuführeinrichtung
6: Rohrstück
7, 8: Nuten
9, 10: Enden des Rohrstücks
11: Außenrohr
11A, 11B: Dichteinrichtungen/Dichtringe
12: Innenrohr
13: Nut

Claims

Abgasturbolader (1) – mit einem Turbinengehäuse (2), das einen Eintrittsstutzen (3) aufweist; und – mit einer Verbindungseinrichtung (4) zum Befestigen des Eintrittsstutzens (3) an einer Abgaszuführeinrichtung (5), dadurch gekennzeichnet, – dass die Verbindungseinrichtung (4) als Steckverbindungseinrichtung ausgebildet ist.
Abgasturbolader nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckverbindungseinrichtung (4) ein Rohrstück (6; 11) aufweist, das an seinen Enden jeweils mit einer Dichteinrichtung (4A, 4B; 4A', 4B'; 4A'', 4B''; 11A, 11B) versehen ist.
Abgasturbolader nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichteinrichtung jeweils als separater Dichtring (4A', 4B') ausgebildet ist, der in eine zugeordnete umlaufende Nut (7 bzw. 8) des Rohrstücks (6) eingelegt ist.
Abgasturbolader nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichteinrichtung jeweils als ein mit dem Rohrstück (6; 11) einstückig verbundener Dichtring (4A'', 4B''; 11A, 11B) ausgebildet ist.
Abgasturbolader nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der einstückige Dichtring (4A'', 4B''), in Axialrichtung (A) des Rohrstücks (6) gesehen, als ein über die Enden (9, 10) des Rohrstücks (6) vorstehender Ring ausgebildet ist.
Abgasturbolader nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtringe (4A', 4B') in der jeweiligen Nut (7, 8) verschweißt sind.
Abgasturbolader nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialien der Dichteinrichtung (4A', 4B') und des Rohrstücks (6) unterschiedlich sind.
Abgasturbolader nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungseinrichtung (4) ein Außenrohr (11) mit integrierten endseitigen Dichtringen (11A, 11B) und ein Innenrohr (12) aufweist, das im Außenrohr (11) angeordnet ist.
Abgasturbolader nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Außenrohr (11) und das Innenrohr (12) miteinander verbunden, insbesondere verschweißt, sind.
Abgasturbolader nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialien des Außenrohrs (11) und des Innenrohrs (12) unterschiedlich sind.
Verbindungseinrichtung (4) eines Turbinengehäuses (2) eines Abgasturboladers (1), wobei das Turbinengehäuse (2) einen Eintrittsstutzen (3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungseinrichtung (4) als Steckverbindungseinrichtung ausgebildet ist.
Verbindungseinrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch einen der Ansprüche 2 bis 10.