Befestigung Filterschalldämpfer Attachment filter silencer
B E S C H R E I B U N GDESCRIPTION
Technisches GebietTechnical area
Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Abgasturbolader für aufgeladene Brennkraftmaschinen.The invention relates to the field of exhaust gas turbochargers for supercharged internal combustion engines.
Stand der TechnikState of the art
Abgasturbolader werden zur Leistungssteigerung von Brennkraftmaschinen, insbesondere Hubkolbenmotoren, eingesetzt. Dabei besitzt ein Abgasturbolader üblicherweise einen Radialverdichter und eine Radial- oder Axialturbine.Exhaust gas turbochargers are used to increase the performance of internal combustion engines, in particular reciprocating engines. In this case, an exhaust gas turbocharger usually has a centrifugal compressor and a radial or axial turbine.
Solche Abgasturbolader weisen in den meisten Fällen beim Verdichtereintritt einen Filterschalldämpfer auf. Diese Schalldämpfer mit aufgesetztem Filter werden vorzugsweise mittels eines Befestigungsflansches starr mit dem Verdichtergehäuse verbunden. Der Abgasturbolader wird entweder direkt oder mittels eines speziellen Fusses auf der Motorkonsole befestigt. In den meisten Fällen ist die axiale Distanz zwischen Fuss und Schalldämpfer sehr gross. Durch Motorvibrationen kann der Schalldämpfer zu unzulässig grossen Schwingungen angeregt werden. Dies insbesondere dann, wenn die Eigenfrequenz des Schalldämpfers nur unwesentlich über jenen der Turboladerbefestigungen liegt.Such exhaust gas turbochargers have in most cases at the compressor inlet on a filter muffler. These silencers with attached filter are preferably rigidly connected by means of a mounting flange with the compressor housing. The turbocharger is attached either directly or by means of a special foot on the engine console. In most cases, the axial distance between foot and muffler is very large. Engine vibrations can cause the muffler to vibrate too high. This especially if the natural frequency of the muffler is only slightly above those of the turbocharger mounts.
Aus Montagegründen ist das Verdichtergehäuse bei vielen Abgasturboladern in ein inneres und ein äusseres Gehäuseteil unterteilt. Das äussere Verdichtergehäuse ist starr mit dem Lagergehäuse oder dem Turbinengehäuse verbunden während das innere Verdichtergehäuse zur Montage oder Demontage des Verdichterrades von den übrigen Gehäuseteilen gelöst werden kann. Die Verbindung zwischen dem inneren und dem äusseren Verdichtergehäuse ist in der Regel mittels einer Schraubverbindung im radial äusseren Bereich realisiert. Dabei wird ein Flansch des inneren Verdichtergehäuses mit mehreren, entlang dem Umfang verteilt angeordneten Schrauben zusammen mit dem Befestigungsflansch des Schalldämpfers auf einen
Flansch des äusseren Verdichtergehäuses festgeschraubt. Im Betrieb kann sich die Verbindung der drei Flansche erwärmen und durch die Schwingungen ist sie starken Belastungen ausgesetzt.For assembly reasons, the compressor housing is divided into many exhaust gas turbochargers in an inner and an outer housing part. The outer compressor housing is rigidly connected to the bearing housing or the turbine housing while the inner compressor housing for assembly or disassembly of the compressor wheel can be detached from the other housing parts. The connection between the inner and the outer compressor housing is usually realized by means of a screw in the radially outer region. In this case, a flange of the inner compressor housing with a plurality of distributed along the circumference arranged screws together with the mounting flange of the muffler to a The flange of the outer compressor housing is screwed tight. During operation, the connection of the three flanges can heat up and the vibrations cause them to be subjected to heavy loads.
Kurze Darstellung der ErfindungBrief description of the invention
Aufgabe der Erfindung liegt darin, eine optimierte Verdichterstufe für Abgasturboladeranwendungen zu schaffen. Insbesondere soll dabei die Verbindung zwischen Schalldämpfer, innerem und äusserem Verdichtergehäuse verbessert werden.The object of the invention is to provide an optimized compressor stage for exhaust gas turbocharger applications. In particular, while the connection between the muffler, inner and outer compressor housing to be improved.
Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass die Verbindungen zwischen Filterschalldämpfer und äusserem Verdichtergehäuse sowie zwischen dem inneren und dem äusseren Verdichtergehäuse getrennt realisiert werden. Die beiden separaten Verbindungen sind auf demselben Flansch des äusseren Verdichtergehäuses angeordnet, aber voneinander getrennt.This is inventively achieved in that the connections between the filter silencer and the outer compressor housing and between the inner and the outer compressor housing are realized separately. The two separate connections are arranged on the same flange of the outer compressor housing, but separated from each other.
Dadurch kann insbesondere bei Schalldämpfern aus Aluminium verhindert werden, dass durch Kriechen des erwärmten und unter mechanischen Schwingungen beanspruchten Befestigungsflansches sich die Vorspannung im Bereich der Verschraubung verringert. Allgemein verringert sich die Belastung im Bereich der Verschraubung des Schalldämpfers.As a result, it can be prevented, in particular in the case of aluminum silencers, that the pretension in the area of the screw connection is reduced by creeping the heated mounting flange subjected to mechanical vibrations. In general, the load in the area of the screw connection of the silencer is reduced.
Bei demontiertem Schalldämpfer wird die Verschraubung zwischen innerem und äusserem Verdichtergehäuse innen und Verdichtergehäuse freigelegt und somit direkt zugänglich gemacht.With a dismantled silencer, the screw connection between the inner and outer compressor housing on the inside and the compressor housing is exposed and thus made directly accessible.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Im folgenden ist anhand der Figuren die erfindungsgemässe Vorrichtung schematisch dargestellt und näher erläutert.In the following, the device according to the invention is shown schematically and explained in more detail with reference to the figures.
In allen Figuren sind gleichwirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen. Hierbei zeigt:In all figures, the same elements are provided with the same reference numerals. Hereby shows:
Fig. 1 zeigt die Befestigung des Filterschalldämpfers gemäss dem Stand der Technik, und
Fig. 2 zeigt die erfindungsgemässe separate Befestigung von Filterschalldämpfer und Verdichtergehäuse.Fig. 1 shows the attachment of the filter muffler according to the prior art, and Fig. 2 shows the inventive separate attachment of filter muffler and compressor housing.
Weg zur Ausführung der ErfindungWay to carry out the invention
Fig. 1 zeigt einen Teil eines Verdichters eines Abgasturboladers mit einer herkömmlichen Befestigung des Filterschalldämpfers 2 am Verdichtergehäuse 1. Dabei ist ein Flansch 21 des Filterschalldämpfers zusammen mit einem Flansch eines inneren Verdichtergehäuses 12 an dem äusseren Verdichtergehäuse 11 angeschraubt. Zur besseren Zugänglichkeit ist ein Spalt zwischen dem Schalldämpfergehäuse und dem Schalldämpferflansch vorhanden. Bei der Montage werden zuerst die Befestigungsmittel 31 in Bohrungen im äusseren Verdichtergehäuse eingesetzt und festgeschraubt. Anschliessend wird erst das innere Verdichtergehäuse 12 mit den entsprechenden Bohrungen und dann der Schalldämpfer mit den entsprechenden Bohrungen auf die Befestigungsmittel aufgeschoben. Zum Schluss werden die Flansche mittels einer Mutter gegeneinander verspannt. Anstelle des dargestellten Gewindestifts mit Mutter können auch Schrauben verwendet werden, welche erst in die Bohrungen des Schalldämpfers und dann durch die Bohrungen des inneren Verdichtergehäuses geschoben werden, bevor alles zusammen am äusseren Verdichtergehäuse festgeschraubt wird.Fig. 1 shows a portion of a compressor of an exhaust gas turbocharger with a conventional attachment of the filter muffler 2 on the compressor housing 1. In this case, a flange 21 of the filter muffler is screwed together with a flange of an inner compressor housing 12 to the outer compressor housing 11. For better accessibility, there is a gap between the silencer housing and the silencer flange. During assembly, the fastening means 31 are first inserted into holes in the outer compressor housing and screwed tight. Subsequently, only the inner compressor housing 12 is pushed with the corresponding holes and then the muffler with the corresponding holes on the fastener. Finally, the flanges are braced against each other by means of a nut. Instead of the illustrated threaded pin with nut also screws can be used, which are first pushed into the holes of the muffler and then through the holes of the inner compressor housing, before everything is screwed together on the outer compressor housing.
Bei der erfindungsgemässen Befestigung wird anstelle einer Schraubenverbindung für beide Flansche je eine separate Schraubenverbindung eingesetzt. Beide Schraubenverbindungen sind im radial äusseren Bereich des Verdichtergehäuses angeordnet, insbesondere radial ausserhalb des Verdichterrades.In the attachment according to the invention, a separate screw connection is used instead of a screw connection for both flanges. Both screw connections are arranged in the radially outer region of the compressor housing, in particular radially outside the compressor wheel.
Die radial innere Verbindung zwischen innerem Verdichtergehäuse 12 und äusserem Verdichtergehäuse 11 wird bei der Montage als erstes realisiert. Dabei kann mit dem Werkzeug, aufgrund des noch nicht aufgesetzten Schalldämpfers, an der Schraubenverbindung direkt in axialer Richtung gearbeitet werden. Als Befestigungsmittel 31 dieser ersten Verbindung können optional eine oder mehrere Passschrauben verwendet werden, um für die Zentrierung der beiden Gehäuseteile zu sorgen.
Die zweite, radial äussere Verbindung zwischen dem Schalldämpfer 2 und dem äusseren Verdichtergehäuse 11 erfolgt erfindungsgemäss mit mehreren, separaten Befestigungsmitteln 32, welche entlang dem Umfang verteilt angeordnet sind.The radially inner connection between the inner compressor housing 12 and the outer compressor housing 11 is realized first during assembly. It can be worked with the tool, due to the not yet mounted silencer, on the screw connection directly in the axial direction. As fastening means 31 of this first connection optionally one or more fitting screws can be used to provide for the centering of the two housing parts. The second, radially outer connection between the muffler 2 and the outer compressor housing 11 is carried out according to the invention with a plurality of separate fastening means 32, which are arranged distributed along the circumference.
Bei beiden Verbindungen kann prinzipiell zwischen Gewindestift und Mutter sowie Schraube gewählt werden. Allerdings dürfte sich insbesondere in der radial äusseren Verbindung der Gewindestift besser eignen, da in diesem Fall der Spalt zwischen Schalldämpfergehäusewand und Befestigungsflansch reduziert werden kann, so dass die Mutter gerade noch auf den Stift aufgesetzt und festgeschraubt werden kann.In principle, you can choose between threaded pin and nut as well as screw for both connections. However, in particular in the radially outer connection of the threaded pin should be better suited, since in this case the gap between the muffler housing wall and mounting flange can be reduced, so that the mother can just be placed on the pin and screwed tight.
Optional können für eine oder beide Verbindungen lange Schrauben oder Dehnschrauben verwendet werden. Dies führt zu einer Verbesserung der Vorspannung und zu einer besseren Elastizität der Verbindungen. Optional können, insbesondere in der radial äusseren Verbindung, die Schraubenlängen durch Spannhülsen 33 zusätzlich verlängert werden.Optionally, long screws or expansion screws can be used for one or both connections. This leads to an improvement in the preload and to a better elasticity of the compounds. Optionally, in particular in the radially outer connection, the screw lengths can be additionally lengthened by clamping sleeves 33.
Optional können zwischen dem inneren Verdichtergehäuse 12 und dem äusseren Verdichtergehäuse 11 axiale Sicherungselemente, etwa in Form von Scherbolzen 4, und/ oder Dichtelemente eingesetzt werden.Optionally, between the inner compressor housing 12 and the outer compressor housing 11 axial securing elements, such as in the form of shear pin 4, and / or sealing elements are used.
Die Anzahl der Bohrungen der inneren bzw. der äusseren Verbindung kann gleich sein oder aber unterschiedlich. Insbesondere durch die Vergrösserung der Anzahl der äusseren Bohrungen kann der Schalldämpfer bei der Montage bezüglich des äusseren Verdichtergehäuses, und somit bezüglich des gesamten Verdichters und des gesamten Turboladers, um kleinere Winkeleinheiten gedreht werden. Dies ermöglich eine optimale Ausrichtung des Filterschalldämpfers, etwa um ein vorhandenes Kennzeichen besser zur Geltung zu bringen oder um den Kranpunkt, an welchem der Filterschalldämpfer mit dem Montagekran angehoben wird, optimal zu positionieren.The number of holes of the inner and the outer connection may be the same or different. In particular, by increasing the number of outer bores of the muffler can be rotated during assembly relative to the outer compressor housing, and thus with respect to the entire compressor and the entire turbocharger to smaller angular units. This allows an optimal alignment of the filter silencer, for example in order to better bring out an existing license plate or to optimally position the crane point at which the filter silencer is lifted with the assembly crane.
Die Ausrichtung des Filterschalldämpfers in radialer Richtung kann entweder über eine Rundpassung oder mittels Passstiften, Passfedern, Nuten in den Flanschteilen oder die Verwendung von Passschrauben (alle Schrauben oder nur einzelne) realisiert werden. Dank der radialen Ausrichtung kann eine gleichförmige Zuströmung zum Verdichter erzielet werden (Rotationssymetrie des Einlaufkanals).
BezugszeichenlisteThe alignment of the filter silencer in the radial direction can be realized either by means of a round fit or by means of dowel pins, feather keys, grooves in the flange parts or the use of dowel screws (all screws or only individual ones). Thanks to the radial orientation, a uniform inflow to the compressor can be achieved (rotational symmetry of the inlet channel). LIST OF REFERENCE NUMBERS
Verdichtergehäusecompressor housing
Äusseres VerdichtergehäuseExternal compressor housing
Inneres VerdichtergehäuseInner compressor housing
Schalldämpfersilencer
SchalldämpferflanschSchalldämpferflansch
Befestigungsmittel, SchraubenFasteners, screws
Spannhülseclamping sleeve
Scherbolzen
shear pin