DE19548175A1 - Befestigung eines Turbinengehäuses - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Befestigung eines Turbinengehäuses eines Ab­ gasturboladers an einer Abgasleitung, insbesondere an einem Abschnitt ei­ nes Abgaskrümmers einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Herkömmliche Befestigungen zwischen dem Turbinengehäuse des Ab­ gasturboladers und der korrespondierenden Abgasleitung sind Flanschver­ bindungen, ggf. unter Zwischenschaltung einer Dichtung. Derartige Befesti­ gungen sind aufgrund der hohen auftretenden Temperaturen und der star­ ken Temperaturschwankungen nicht einfach beherrschbar.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine zuverlässige und dauerhafte Befestigung vorzuschlagen, die zudem leichter und baulich günstiger ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den weiteren Patentansprüchen entnehmbar.

Es wird somit unter Verzicht auf relativ schwere und baulich voluminöse Flansche vorgeschlagen, die rohrförmigen Befestigungsabschnitte mit Preßsitz, bevorzugt mit Schrumpfsitz, ineinanderzufügen. Die damit erziel­ bare, kraftschlüssig wirkende Pressung reicht aus, um auch unter Berück­ sichtigung der auftretenden hohen Temperaturen und Temperaturschwan­ kungen eine zuverlässige und zugleich dauerhaft gasdichte Befestigung zu schaffen.

Aus Montagegründen und zur baulichen Fixierung der Abgasleitung, z. B. dem Befestigungsabschnitt eines Abgaskrümmers, und des Turbinengehäu­ ses des Abgasturboladers wird ferner vorgeschlagen, die beiden Bauteile in Umfangsrichtung formschlüssig zu fixieren, insbesondere mittels eines in Axialnuten eingreifenden Stiftes.

Aufgrund der starken Temperaturschwankungen sollten ferner besonders zweckmäßig die Abgasleitung und das Turbinengehäuse aus Materialien mit im wesentlichen gleichen Ausdehnungskoeffizienten, z. B. aus einem hochtemperaturfesten Grauguß oder Stahlguß, hergestellt sein.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden mit weiteren Einzel­ heiten näher erläutert. Die schematische Zeichnung zeigt in

Fig. 1 in einem Teillängsschnitt einen Abgaskrümmer einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine mit daran befestigtem Turbinengehäuse eines Abgasturboladers und

Fig. 2 einen Schnitt gemäß Linie II-II der Fig. 1 durch die Befestigungsstelle.

In der Zeichnung ist mit 10 ein Abgaskrümmer einer mehrzylindrigen Brenn­ kraftmaschine bezeichnet, der sich im wesentlichen aus einem an dem nicht dargestellten Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine befestigtem Flansch 12, mehreren Einzelrohren 14 und einem ebenfalls rohrförmigen Befestigungs­ abschnitt 16 zusammensetzt. Die Einzelrohre 14 sind im Befestigungsab­ schnitt 16 zusammengeführt.

An den Befestigungsabschnitt 16 des Abgaskrümmers 10 ist das Turbinen­ gehäuse 18 eines Abgasturboladers im übrigen herkömmlicher Bauart über einen ebenfalls rohrförmigen Befestigungsabschnitt 20 angeschlossen. Die Abgasturbine sowie die Verdichterstufe des Abgasturboladers sind nicht dargestellt.

Die rohrförmigen Befestigungsabschnitte 16, 20 (vgl. auch Fig. 2) sind teles­ kopartig ineinandergeschoben, wobei aufgrund der maßlichen Überdeckung zwischen dem Außendurchmesser des krümmerseitigen Befestigungsab­ schnittes 16 und dem Innendurchmesser des turbinenseitigen Befestigungs­ abschnittes 20 in deren sich überdeckenden Umfangsbereichen eine kraft­ schlüssige Verbindung hergestellt ist, die auch unter Berücksichtigung der hohen auftretenden Temperaturen und der starken Temperaturschwankun­ gen dauerhaft gasdicht und fest ist.

Zudem sind sowohl der Abgaskrümmer 10 als auch das Turbinengehäuse 18 aus dem gleichen Werkstoff, insbesondere aus einem hoch legiertem Grauguß hergestellt, so daß beide Bauteile den gleichen Ausdehnungskoef­ fizienten aufweisen. Dadurch ist ebenfalls sichergestellt, daß die durch den Schrumpfsitz hergestellte Bauteilspannung im Befestigungsbereich im we­ sentlichen gleich bleibt.

Zur Lagefixierung des Abgaskrümmers 10 zum Turbinengehäuse 18 in Um­ fangsrichtung sind in den Außenumfang des Befestigungsabschnittes 20 und in den Innenumfang des Befestigungsabschnittes 16 axial verlaufende Nuten 16a bzw. 20a eingearbeitet, in die ein Stift 22 eingesetzt ist. Eine axiale Fixierung bzw. eine definierte Einschubtiefe der beiden Befestigungs­ abschnitte 16, 20 zueinander ist aufgrund der abgestuften Ausführung der Befestigungsabschnitte 16, 20 bzw. der dadurch gebildeten Ringschultern 16b bzw. 20b gegeben.

Bei der Fertigung des Abgaskrümmers 10 bzw. des Turbinengehäuses 18 werden die korrespondierenden Durchmesser der Befestigungsabschnitte 16, 20 mit einer definierten Überdeckung hergestellt. Nach dem Einfräsen der Axialnuten 16a, 20a und Bereitstellung des Stiftes 22 wird das Turbinen­ gehäuse 18 auf eine definierte Temperatur erhitzt und/oder der Abgaskrüm­ mer 10 auf eine definierte Minustemperatur heruntergekühlt und dann unter Zwischenfügung des Stiftes 22 die beiden Befestigungsabschnitte 16, 20 in­ einandergeschoben. Aufgrund des sich einstellenden Temperaturausglei­ ches wird im Befestigungsbereich eine definierte Vorspannung erzeugt, die eine feste kraftschlüssige Verbindung sicherstellt.

Claims (5)

1. Befestigung eines Turbinengehäuses eines Abgasturboladers an einer Abgasleitung, insbesondere an einem Abschnitt eines Abgaskrümmers einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß deren Befestigungsabschnitte (16, 20) rohrförmig ausgebildet und mittels Preßsitz teleskopisch ineinandergesteckt sind.

2. Befestigung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Befesti­ gungsabschnitte (16, 20) durch Schrumpfsitz miteinander verbunden sind.

3. Befestigung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsabschnitte (16, 20) in Umfangsrichtung formschlüssig zuein­ ander fixiert sind.

4. Befestigung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein in Axial­ nuten (16a, 20a) beider Befestigungsabschnitte (16, 20) eingreifender Stift (22) als Verdrehsicherung dient.

5. Befestigung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Befestigungsabschnitte (16, 20) der Abgasleitung (10) und des Turbinengehäuses (18) des Abgasturboladers aus Materialien mit im wesentlichen gleichen Ausdehnungskoeffizienten hergestellt sind.