DE202013007472U1

DE202013007472U1 - Abgasturbolader

Info

Publication number: DE202013007472U1
Application number: DE202013007472U
Authority: DE
Original assignee: BorgWarner Inc
Current assignee: BorgWarner Inc
Priority date: 2013-08-20
Filing date: 2013-08-20
Publication date: 2013-09-26
Anticipated expiration: 2023-08-21

Abstract

Abgasturbolader (1) – mit einem Turbinengehäuse (2), das eine Turbinenspirale (13) aufweist; – mit einem Lagergehäuse (3); und – mit einem Verdichtergehäuse (4), • das einen Verdichtergehäusehauptkörper (5) mit einer Verdichterspirale (11) und eine Verdichtergehäuserückwand (6) sowie • eine Kühleinrichtung (7) aufweist, die eine im Verdichtergehäusehauptkörper (5) angeordnete erste Kühlleitung (8) und eine in der Verdichtergehäuserückwand (6) angeordnete zweite Kühlleitung (9) umfasst, die über eine Verbindungsleitung (10) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, – dass die Verbindungsleitung (10) innerhalb des Verdichtergehäusehauptkörpers (5) und der Verdichtergehäuserückwand (6) angeordnet ist, und – dass die erste Kühlleitung (8) über einen ersten Verbindungsleitungsabschnitt (10A) mit einem ersten Leitungsabschnitt (9A) der zweiten Kühlleitung (9) und über einen zweiten Verbindungsleitungsabschnitt (10B) mit einem zweiten Leitungsabschnitt (9B) der zweiten Kühlleitung (9) verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Abgasturbolader gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Ein derartiger Abgasturbolader ist aus der DE 20 2013 003 759.8 bekannt.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Abgasturbolader der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art zu schaffen, der kompakt aufgebaut und einfach zu montieren ist.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruches 1.
Dadurch, dass die Verbindungsleitung zwischen der ersten und der zweiten Kühlleitung innerhalb des Verdichtergehäusehauptkörpers und in der Verdichtergehäuserückwand angeordnet ist, ergibt sich eine kompakte Bauweise, die Package-Vorteile und Montagevorteile ergibt und die es möglich macht, die Prozesssicherheit für Dichtigkeit zu erhöhen, da keine äußeren Wasseranschlüsse erforderlich sind. Ferner ergibt sich der Vorteil, dass die komplexe Kühlung des Verdichtergehäuses mit nur einem Wasserkern erreichbar ist, der zum einen die Diffusorfläche und zum anderen die Spiralflächen gleichzeitig kühlt.
Entsprechende Vorteile sind auf der Turbinenseite erreichbar.
Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Darin zeigt:
1 eine schematisch stark vereinfachte Prinzipdarstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Turboladers,
2 eine leicht vereinfachte Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen Abgasturboladers,
3 eine Teil-Schnittdarstellung einer Verdichtergehäuserückwand,
4 eine der 2 entsprechende Darstellung einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Abgasturboladers,
5 eine vergrößerte Darstellung des Details D der 4,
6 eine der 3 entsprechende Darstellung einer Verdichtergehäuserückwand-Alternative einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verdichtergehäuserückwand,
7 eine Prinzipdarstellung des Aufbaues einer erfindungsgemäßen Kühleinrichtung, und
8 eine perspektivische Darstellung eines Sandkerns der Kühleinrichtung gemäß 7.
1 zeigt in schematisch stark vereinfachter Darstellung eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Abgasturboladers 1.
Der Abgasturbolader 1 weist ein Turbinengehäuse 2 mit einer Turbinenspirale 13, ein Lagergehäuse 3 und ein Verdichtergehäuse 4 auf, das über das Lagergehäuse 3 mit dem Turbinengehäuse 2 verbunden ist. Das Verdichtergehäuse 4 weist einen Verdichtergehäusehauptkörper 5 mit einer Verdichterspirale 11 sowie eine Verdichtergehäuserückwand 6, vorzugsweise mit einem Diffusor 12, auf.
Wie 1 verdeutlicht, ist eine Kühleinrichtung 7 vorgesehen, die eine im Verdichtergehäusehauptkörper 5 angeordnete erste Kühlleitung 8 und eine in der Verdichtergehäuserückwand 6 angeordnete zweite Kühlleitung 9 umfasst. Die erste und die zweite Kühlleitung 8 bzw. 9 sind über eine Verbindungsleitung 10 miteinander verbunden. Die Verbindungsleitung 10 ist innerhalb des Verdichtergehäusehauptkörpers 5 und der Verdichtergehäuserückwand 6 angeordnet, so dass die Kühleinrichtung 7 den Verdichtergehäusehauptkörper 5, die Verdichterspirale 11 sowie den Diffusor 12 mittels eines Wasserkernes kühlen kann.
Im Verdichtergehäuse 5 ist ferner das Verdichterrad 20 angeordnet, das auf einem Ende einer Welle 18 fixiert ist, die im Lagergehäuse 3 gelagert ist und die auf ihrem anderen Ende das Turbinenrad 19 trägt.
Die in 1 dargestellte besonders bevorzugte Ausführungsform weist ferner eine separate Kühleinrichtung 14 für das Turbinengehäuse 2 und deren Turbinenspirale 13 auf. Die Kühleinrichtung 14 umfasst eine erste Kühlleitung 15, die mit einer Verbindungsleitung 16 in Strömungsverbindung steht, die in eine zweite Kühlleitung 17 mündet. Wie die Darstellung der 1 verdeutlicht, umgeben die Kühlleitungen 15 und 17 sowie die Verbindungsleitung 16 die Turbinenspirale 13, so dass ebenfalls mit einem einzigen Wasserkern das gesamte Turbinengehäuse 2 mit den Turbinenspiralenflächen gekühlt werden kann.
2 verdeutlicht in Schnittdarstellung, jedoch ohne Darstellung des Turbinengehäuses 2, nochmals im Detail die Anordnung und den Aufbau der Kühleinrichtung 7 im Verdichtergehäuse 4, wobei dieselben Bezugszeichen wie in 1 verwendet sind, so dass diesbezüglich auf die voranstehende Beschreibung der 1 Bezug genommen werden kann.
Sowohl bei der Ausführungsform gemäß 1 als auch der Ausführungsform gemäß 2 ist die Verdichtergehäuserückwand 6 ein integraler Bestandteil des Verdichtergehäuses 4, ist also einstückig mit dem Verdichtergehäusehauptkörper 5 verbunden.
In 3 ist eine alternative Ausführungsform der Verdichtergehäuserückwand 6 dargestellt, die in diesem Falle ein separates Bauteil darstellt, das über eine Dichteinrichtung 12 und eine Zentrierung 21 mit dem Verdichtergehäusehauptkörper 5 auf geeignete Art und Weise verbunden werden kann, beispielsweise durch eine Verschraubung.
4 zeigt eine weitere Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Abgasturboladers 1, der ebenfalls mit einer Verdichtergehäuserückwand 6 versehen ist, die einen separaten Bauteil darstellt. Die Verdichtergehäuserückwand 6 wird in diesem Falle mit Hilfe einer Steckpinanordnung mit dem Verdichtergehäusehauptkörper 5 verbunden, wobei das Detail D der 4 in 5 in vergrößerter Darstellung wiedergegeben ist. Der Steckpin 23 der Steckpinanordnung ist zylindrisch ausgebildet und weist an seinen beiden Stirnbereichen jeweils eine Dichtringanordnung 24 bzw. 25 auf.
Eine weitere Ausführungsvariante der Verdichtergehäuserückwand 6 als separates Bauteil ist in 6 dargestellt, wobei in diesem Falle eine Dichtungsanordnung aus 2 O-Ringen 26 und 27 vorgesehen ist, die eine Abdichtung der Kühleinrichtung 4 zwischen der zweiten Kühlleitung 9 und der Verbindungsleitung 10 möglich macht.
In 7 ist eine Prinzipdarstellung der Kühleinrichtung 7 gezeigt, deren Aufbau und Wirkungsweise auch für die Kühleinrichtung 14 gilt, sollte diese vorgesehen sein.
Dementsprechend weist die Kühleinrichtung 7 die erste Kühlleitung 8 auf, die, wie 7 verdeutlicht, eine nahezu um 360° umlaufende geschlossene Ringleitung ist, die jedoch über einen Verbindungsleitungsabschnitt 10A der Verbindungsleitung 10 mit einem ersten Leitungsabschnitt 9A der zweiten Kühlleitung 9 der Verdichtergehäuserückwand 6 verbunden ist. Ferner ist die erste Kühlleitung 8 über einen zweiten Verbindungsleitungsabschnitt 10B mit einem zugeordneten Leitungsabschnitt 9B der zweiten Kühlleitung 9 verbunden.
7 verdeutlicht ferner einen Zulaufanschluss 28 für Kühlmittel, der im ersten Leitungsabschnitt 9A angeordnet ist, und einen Ablaufanschluss 29, der im Beispielsfalle der 7 dem Kühlmittelleitungsabschnitt 9B zugeordnet ist. Dies könnte jedoch auch umgekehrt sein.
Die Pfeile P1 und P2 symbolisieren das über den Anschluss 28 zulaufende Kühlmittel und über den Ablauf 29 ablaufende Kühlmittel.
In 8 ist ein sog. „Sandkern” für die Kühleinrichtung 7 dargestellt. Die den Teilen der 7 entsprechenden Teile sind am Sandkern mit denselben Bezugsziffern identifiziert. Dementsprechend weist der Sandkern die zuvor erläuterten Leitungsabschnitte 9A und 9B auf, die bei der in 8 dargestellten besonders bevorzugten Ausführungsform über Verbindungs- bzw. Stützabschnitte 30 und 32 mit der ersten Kühlleitung 8 verbunden sind. Die Verbindungsabschnitte 30 und 32 weisen Drosselstellen 31 und 32 mit geringerem Strömungsquerschnitt auf, so dass das Kühlmittel daran gehindert wird, unmittelbar über die Verbindungsabschnitte 30 und 32 in den ersten Kühlmantel 8 zu laufen.
Die Darstellung der 8 verdeutlicht ferner, dass die erste Kühlleitung 8 und die zweite Kühlleitung 9 in zwei Ebenen im Wesentlichen parallel zueinander und übereinander angeordnet sind.
Der Sandkern der 8 dient beim Gießen des Verdichtergehäuses 3 dazu, die Kühleinrichtung 7 als Hohlraum im Verdichtergehäuse 3 auszubilden.
Neben der voranstehenden schriftlichen Offenbarung der Erfindung wird hiermit zu deren Ergänzung explizit auf die zeichnerische Darstellung der Erfindung in den 1 bis 8 Bezug genommen.
Bezugszeichenliste

1: Abgasturbolader
2: Turbinengehäuse
3: Lagergehäuse
4: Verdichtergehäuse
5: Verdichtergehäusehauptkörper
6: Verdichtergehäuserückwand
7: Kühleinrichtung
8: Erste Kühlleitung
9: Zweite Kühlleitung
10: Verbindungsleitung
11: Verdichterspirale
12: Diffusor
13: Turbinenspirale
14: Zweite Kühleinrichtung
15: Erste Kühlleitung
16: Verbindungsleitung
17: Zweite Kühlleitung
18: Welle
19: Turbinenrad
20: Verdichterrad
21: Zentrierung
22: Dichteinrichtung (O-Ring)
23: Steckpin
24, 25: Dichteinrichtungen
26, 27: Dichteinrichtungen (O-Ringe)
28: Zulaufanschluss
29: Ablaufanschluss
30, 32: Verbindungs-/Stützabschnitte
31, 33: Drosselstellen
L: Längsachse
P1: Zulaufrichtung
P2: Ablaufrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 202013003759 [0002]

Claims

Abgasturbolader (1) – mit einem Turbinengehäuse (2), das eine Turbinenspirale (13) aufweist; – mit einem Lagergehäuse (3); und – mit einem Verdichtergehäuse (4), • das einen Verdichtergehäusehauptkörper (5) mit einer Verdichterspirale (11) und eine Verdichtergehäuserückwand (6) sowie • eine Kühleinrichtung (7) aufweist, die eine im Verdichtergehäusehauptkörper (5) angeordnete erste Kühlleitung (8) und eine in der Verdichtergehäuserückwand (6) angeordnete zweite Kühlleitung (9) umfasst, die über eine Verbindungsleitung (10) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, – dass die Verbindungsleitung (10) innerhalb des Verdichtergehäusehauptkörpers (5) und der Verdichtergehäuserückwand (6) angeordnet ist, und – dass die erste Kühlleitung (8) über einen ersten Verbindungsleitungsabschnitt (10A) mit einem ersten Leitungsabschnitt (9A) der zweiten Kühlleitung (9) und über einen zweiten Verbindungsleitungsabschnitt (10B) mit einem zweiten Leitungsabschnitt (9B) der zweiten Kühlleitung (9) verbunden ist.
Abgasturbolader nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlleitung (8) als umlaufende Ringleitung ausgebildet ist.
Abgasturbolader nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungsabschnitte (9A, 9B) als um etwa 180° umlaufende Leitungsabschnitte ausgebildet sind.
Abgasturbolader nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungsabschnitte (9A, 9B) mit einem Zulaufanschluss (28) bzw. einem Ablaufanschluss (29) versehen sind.
Abgasturbolader nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Turbinengehäuse (2) eine weitere Kühleinrichtung (14) angeordnet ist, die die Turbinenspirale (13) umgibt, und eine erste Kühlleitung (15) sowie eine zweite Kühlleitung (17) aufweist, die über eine im Turbinengehäuse (2) angeordnete Verbindungsleitung (16) miteinander verbunden sind.
Abgasturbolader nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdichtergehäuserückwand (6) ein integraler Bestandteil des Verdichtergehäuses (4) ist.
Abgasturbolader nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdichtergehäuserückwand (6) ein separates Bauteil ist.
Abgasturbolader nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdichtergehäuserückwand (6) mit einer Zentrierung (21) versehen ist.
Abgasturbolader nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdichtergehäuserückwand (6) mit einer Dichteinrichtung (22 bzw. 26, 27) versehen ist.
Abgasturbolader nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdichtergehäuserückwand (6) über eine Steckpinanordnung (23) mit dem Verdichtergehäusehauptkörper (5) verbunden ist.
Abgasturbolader nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Steckpin (23) der Steckpinanordnung jeweils mit einer Dichteinrichtung (24, 25) im Bereich der Stirnseiten versehen ist.