DE102009058534A1

DE102009058534A1 - Turbocharger has bearing housing, particularly made of cast material, where supporting cage structure and gas-bearing shell structure are formed in turbine housing

Info

Publication number: DE102009058534A1
Application number: DE200910058534
Authority: DE
Inventors: Urs 70191 Hanig; Martin Dr. 73635 Schlegl; Max 70806 Fiedler
Original assignee: Bosch Mahle Turbo Systems GmbH and Co KG
Current assignee: BMTS Technology GmbH and Co KG
Priority date: 2009-12-16
Filing date: 2009-12-16
Publication date: 2011-06-22

Abstract

The turbocharger has a bearing housing, particularly made of cast material. A supporting cage structure (1) and a gas-bearing shell structure are formed in a turbine housing. The supporting cage structure has a protection device expanded in the radial direction. The protection device is designed for containment protection and heat protection of the bearing housing or shell structure.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Abgasturbolader mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The present invention relates to an exhaust gas turbocharger having the features of the preamble of claim 1.

Aus der DE 100 61 846 A1 ist ein Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine bekannt. Der Abgasturbolader ist turbinenradseitig mit einem Auslasskanal versehen, der über Verbindungselemente mit dem Lagergehäuse verbunden und in dem das Turbinenrad drehbar gelagert ist. Der Auslasskanal zusammen mit den Verbindungselementen bilden eine Art Käfigstruktur aus, wobei die Verbindungselemente als feststehendes Leitgitter fungieren. Zusätzlich zu diesem feststehenden Leitgitter kann in einem Strömungspfad des Abgases auf das Turbinenrad noch eine variable Turbinengeometrie angeordnet sein. Die Käfigstruktur wird von einer doppelwandigen Schalenstruktur umgeben, die einerseits am Lagergehäuse und andererseits am Auslasskanal angebunden ist.From the DE 100 61 846 A1 An exhaust gas turbocharger for an internal combustion engine is known. The exhaust gas turbocharger turbine shaft side is provided with an outlet channel which is connected via connecting elements with the bearing housing and in which the turbine wheel is rotatably mounted. The outlet channel together with the connecting elements form a kind of cage structure, wherein the connecting elements act as a fixed guide grid. In addition to this fixed guide grid, a variable turbine geometry can also be arranged in a flow path of the exhaust gas onto the turbine wheel. The cage structure is surrounded by a double-walled shell structure, which is connected on the one hand to the bearing housing and on the other hand to the outlet channel.

Der Abgasturbolader der US 2006/0133931 A1 ist ebenfalls mit einer Käfigstruktur ausgestattet, die zumindest teilweise das Turbinenrad strömungsbegünstigt umgibt. Die gasführende Schalenstruktur, die spiralförmige Abgasströmungskanäle ausbildet, ist an der Käfigstruktur angebunden und aus Blech ausgebildet. Durch die aus Blech ausgebildete Schalenstruktur ist eine mögliche Gewichtsreduzierung des Abgasturboladers möglich. Aufgrund einer solchen gasführenden Schalenstruktur aus Blech ist jedoch die Belastbarkeit des Turbinengehäuses im Vergleich zu einer Ausbildung des Turbinengehäuses als Gussbauteil, die wesentlich schwerer ist, deutlich verringert.The turbocharger of the US 2006/0133931 A1 is also equipped with a cage structure which at least partially surrounds the turbine wheel flow-favored. The gas-conducting shell structure, which forms spiral exhaust gas flow channels, is connected to the cage structure and formed from sheet metal. Due to the shell structure formed of sheet metal a possible weight reduction of the exhaust gas turbocharger is possible. Due to such a gas-guiding sheet metal shell structure, however, the load capacity of the turbine housing is significantly reduced in comparison to a design of the turbine housing as a cast component, which is considerably heavier.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für einen Abgasturbolader eine verbesserte oder zumindest eine andere Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch eine höhere mechanische Belastbarkeit des Abgasturboladers auszeichnet.The present invention is concerned with the problem of providing for an exhaust gas turbocharger an improved or at least another embodiment, which is characterized in particular by a higher mechanical load capacity of the exhaust gas turbocharger.

Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.According to the invention, this problem is solved by the subject matter of the independent claim. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, einen Abgasturbolader mit einem Lagergehäuse, insbesondere aus einem Gussmaterial, und einem eine tragende Käfigstruktur und eine gasführende Schalenstruktur umfassenden Turbinengehäuse mit einer an die tragende Käfigstruktur und zu dem Lagergehäuse orientierten Schutzeinrichtung auszustatten, sodass insbesondere ein Containmentschutz (Umgebungsschutz), ein Hitzeschutz des Lagergehäuses und/oder ein Schutz der Schalenstruktur, zumindest gegen äußere Einwirkungen geschützt ist, wobei das Turbinengehäuse über die Käfigstruktur an eine Abgasanlage angebunden wird. Die Schutzeinrichtung wird dabei im Wesentlichen durch einen radial nach außen gezogenen Flansch gebildet, der die Schalenstruktur zumindest teilweise umgibt. Vorteilhaft an dieser Ausbildung ist die Aufteilung der Gasführungsfunktion und der Anbindungsfunktion des Turbinengehäuses auf unterschiedliche Komponenten des Turbinengehäuses. So übernimmt die Käfigstruktur des Turbinengehäuses, die zum einen mit dem Lagergehäuse und zum anderen mit der Abgasanlage verbunden ist, die tragende, kraftbelastete Anbindungsfunktion, während die Schalenstruktur für die Gasführungsfunktion zur Strömungsführung des Abgases auf das Turbinenrad vorgesehen ist. Dadurch kann die gasführende Schalenstruktur leichter, z. B. aus Blech, ausgebildet werden, sodass insgesamt bzgl. des Abgasturboladers eine Gewichtsreduktion möglich ist. Zudem können Materialkosten aufgrund einer Reduktion der Materialmenge eingespart werden. Damit der Abgasturbolader aber weiterhin hohen Belastungen Stand halten kann, ist an der Käfigstruktur die erfindungsgemäße Schutzeinrichtung ausgebildet, die beispielsweise die leichte Schalenstruktur vor äußeren Einwirkungen, das Lagergehäuse vor einer zu hohen Temperaturbelastung oder ganz allgemein die Umgebung, schützt. Die Hitzeschutzwirkung wird hierbei insbesondere durch die mehrschalige Bauweise mit dazwischen liegender isolierender Luftschicht erreicht. Damit ist, obwohl die Schalenstruktur weniger stabil ausgebildet ist, die Belastbarkeit eines solchen Abgasturboladers deutlich verbessert. Ein Abgasturbolader ist in der Regel mit einem zwischen einem Turbinengehäuse und einem Verdichtergehäuse angeordneten Lagergehäuse ausgestattet, wobei das Lagergehäuse eine zwischen dem Verdichterrad und einem Turbinenrad angeordnete Rotorwelle rotatorisch lagert. In der Regel ist das Lagergehäuse aus einem Gussmaterial und damit stabil hergestellt, so dass das Lagergehäuse belastbar ausgebildet ist. Wird nun das Turbinengehäuse aus einer gasführenden Schalenstruktur und einer belastbaren, tragenden Käfigstruktur ausgebildet, so werden alle auf die Käfigstruktur wirkenden Belastungen ebenfalls auf das Lagergehäuse übertragen. Andererseits werden sämtliche von dem Lagergehäuse auf die an die Käfigstruktur angebundene Abgasanlage übertragenen Belastungen ebenfalls über die Käfigstruktur geleitet. Somit ist die Käfigstruktur bzgl. der auf die Abgasanlage und das Lagergehäuse einwirkenden, belastenden Kräfte auszulegen. Da nun die Käfigstruktur sämtliche tragenden Anbindungsfunktionen übernimmt, kann die Schalenstruktur deutlich leichter, z. B. aus Blech, ausgebildet sein, sodass die Schalenstruktur im Wesentlichen die Gasführungsfunktion übernimmt und nicht mit Belastungen aus der Anbindungsfunktion beaufschlagt wird. Damit eine Kraftübertragung von dem Lagergehäuse auf die Abgasanlage unterbunden wird, ist es vorteilhaft, in einer speziellen Ausführungsform die Schalenstruktur ausschließlich an der Käfigstruktur anzubinden.The invention is based on the general idea of equipping an exhaust-gas turbocharger with a bearing housing, in particular of a casting material, and a turbine housing comprising a supporting cage structure and a gas-guiding shell structure with a protective device oriented towards the supporting cage structure and the bearing housing, so that in particular containment protection (environmental protection ), a heat protection of the bearing housing and / or a protection of the shell structure, at least protected against external influences, wherein the turbine housing is connected via the cage structure to an exhaust system. The protective device is essentially formed by a radially outwardly drawn flange which at least partially surrounds the shell structure. An advantage of this design is the distribution of the gas guiding function and the connection function of the turbine housing to different components of the turbine housing. Thus, the cage structure of the turbine housing, which is connected to the bearing housing on the one hand and to the exhaust system on the other hand, assumes the load-bearing, load-bearing connection function, while the shell structure for the gas guidance function is provided for the flow guidance of the exhaust gas onto the turbine wheel. This allows the gas-bearing shell structure easier, z. B. made of sheet metal, so that a total of respect. The exhaust gas turbocharger a weight reduction is possible. In addition, material costs can be saved due to a reduction in the amount of material. In order for the exhaust-gas turbocharger to be able to withstand high loads, however, the protective structure according to the invention is formed on the cage structure, protecting, for example, the lightweight shell structure from external influences, the bearing housing from too high a temperature load or generally the environment. The heat protection effect is achieved in particular by the multi-shell construction with intervening insulating air layer. Thus, although the shell structure is less stable, the load capacity of such exhaust gas turbocharger is significantly improved. An exhaust gas turbocharger is generally equipped with a bearing housing arranged between a turbine housing and a compressor housing, wherein the bearing housing rotatably supports a rotor shaft arranged between the compressor wheel and a turbine wheel. In general, the bearing housing is made of a cast material and thus stable, so that the bearing housing is designed to be resilient. If now the turbine housing is formed from a gas-guiding shell structure and a load-bearing, load-bearing cage structure, all loads acting on the cage structure are likewise transferred to the bearing housing. On the other hand, all loads transmitted from the bearing housing to the exhaust system connected to the cage structure are also conducted via the cage structure. Thus, the cage structure with respect. To the exhaust system and the bearing housing acting, loading forces interpreted. Since now the cage structure assumes all supporting connection functions, the shell structure can significantly easier, z. Example of sheet metal, be formed so that the shell structure essentially takes over the gas guiding function and is not loaded with loads from the connection function. So that a power transmission is prevented from the bearing housing to the exhaust system, it is advantageous, in a special embodiment, to connect the shell structure exclusively to the cage structure.

Die Käfigstruktur ist im Wesentlichen aus vier Bauteilgruppen aufgebaut. Dabei kann die Käfigstruktur bzgl. ihrer Bauteilgruppen einstückig ausgebildet sein oder mehrteilig, wobei im Falle einer mehrteiligen Ausbildung beliebige Kombinationen von Bauteilgruppen einstückig ausgebildet sein können. Die Bauteilgruppen der Käfigstruktur umfassen einen Anschlussflansch und eine Konturhülse, die über Stege verbunden sind, wobei als vierte Bauteilgruppe die Schutzeinrichtung (Hitzeschutz/Containmentschutz) an der Käfigstruktur angebunden ist. Diese kann prinzipiell durch einen erweiterten Radialflansch ausgebildet sein. Mit dem Anschlussflansch wird die Käfigstruktur an das Lagergehäuse angebunden und mit der Konturhülse an die Abgasanlage. Der Anschlussflansch ist im Wesentlichen als ein scheiben- oder ringförmiger Körper ausgebildet, dessen Innenbohrung größer, kleiner oder gleich dem Außendurchmesser des Turbinenrads sein kann. Der Außendurchmesser des Anschlussflansches ist größer als der Außendurchmesser des Turbinenrades.The cage structure is essentially made up of four component groups. In this case, the cage structure with respect to their component groups may be formed integrally or in several parts, wherein in the case of a multi-part design any combinations of component groups may be integrally formed. The component groups of the cage structure comprise a connecting flange and a contoured sleeve, which are connected via webs, wherein the protective device (heat protection / containment protection) is connected to the cage structure as the fourth component group. This can in principle be formed by an extended radial flange. With the connecting flange, the cage structure is connected to the bearing housing and with the contour sleeve to the exhaust system. The connection flange is essentially designed as a disc-shaped or annular body whose inner bore can be larger, smaller or equal to the outer diameter of the turbine wheel. The outer diameter of the connecting flange is larger than the outer diameter of the turbine wheel.

Die Konturhülse ist in einer weiteren Ausführungsform mit Befestigungseinrichtungen wie z. B. Flanschen versehen, damit die Abgasanlage komfortabel mit der Konturhülse und damit mit dem Abgasturbolader verbunden werden kann. Die zwischen dem Anschlussflansch und der Konturhülse angeordneten Stege können der Turbinenradströmung ausgesetzt sein.The contour sleeve is in another embodiment with attachment means such. B. flanges, so that the exhaust system can be conveniently connected to the contour sleeve and thus with the exhaust gas turbocharger. The webs arranged between the connection flange and the contour sleeve can be exposed to the turbine wheel flow.

In einer bevorzugten Ausführungsform bilden zumindest einige der Stege eine feste Turbinenradgeometrie aus und steuern somit den Abgasströmungspfad auf das Turbinenrad. Des Weiteren können einige der Stege die belastungsgarantierende und -übertragende Funktion übernehmen, sodass zumindest einige Stege die Stabilisierung der Käfigstruktur übernehmen, während andere die Funktion einer festen Turbinenradgeometrie ausüben können. Es ist auch denkbar, dass alle der zwischen dem Anschlussflansch und der Konturhülse angeordneten Stege ausschließlich eine stabilisierende Funktion übernehmen.In a preferred embodiment, at least some of the lands form a fixed turbine wheel geometry and thus control the exhaust gas flow path to the turbine wheel. Furthermore, some of the webs can take over the load-guaranteeing and transferring function, so that at least some webs take over the stabilization of the cage structure, while others can perform the function of a fixed turbine wheel geometry. It is also conceivable that all of the webs arranged between the connection flange and the contour sleeve exclusively assume a stabilizing function.

Des Weiteren ist es denkbar, dass zusätzlich zu den Stegen, die auch zumindest teilweise als feste Turbinenradgeometrie fungieren können, zwischen den Stegen und dem Turbinenrad noch eine variable Turbinengeometrie angeordnet ist. Allgemein können die Stege als Blechlaschen, Rohre oder Wellen bzw. Spacer ausgeführt sein. Durch ein so an dem Abgasturbolader ausgebildetes Turbinengehäuse ist es möglich, die Länge der Lastpfade der Aufhängung des Abgasturboladers zu verkürzen. Unter anderem dadurch ist es vereinfacht, die Abstände von sich bewegenden Komponenten des Abgasturboladers zu anderen Komponenten in allen Betriebszuständen des Abgasturboladers einzuhalten. Des Weiteren ist die Verformung des Turbinengehäuses aufgrund der hohen Abgastemperatur reduziert, da die tragende Käfigstruktur über kurze Lastpfade der Abgastemperatur ausgesetzt ist.Furthermore, it is conceivable that in addition to the webs, which may also act at least partially as fixed turbine wheel geometry, a variable turbine geometry is arranged between the webs and the turbine wheel. In general, the webs can be designed as metal tabs, tubes or shafts or spacers. By means of a turbine housing thus formed on the exhaust gas turbocharger, it is possible to shorten the length of the load paths of the suspension of the exhaust gas turbocharger. Among other things, it is simplified to comply with the distances from moving components of the exhaust gas turbocharger to other components in all operating states of the exhaust gas turbocharger. Furthermore, the deformation of the turbine housing is reduced due to the high exhaust gas temperature, since the load-bearing cage structure is exposed to the exhaust gas temperature via short load paths.

Auch kann die Ausbildung der gasführenden Schalenstruktur auf Aspekte der Gasführung beschränkt werden, da bei einem solchen Turbinengehäuse die Schalenstruktur keine tragende Funktion mehr übernehmen muss. Weiterhin ist im Falle der Ausbildung der Schalenstruktur aus Blech durch die Anbindung an die stabile Käfigstruktur eine Verformung der dünnwandigen Blechteile aufgrund der hohen Temperaturunterschiede weitestgehend verringert. Somit wird der Blechstruktur eine form- und maßhaltige Geometrie durch die Käfigstruktur aufgezwungen. Ebenfalls ist eine Kostensenkung durch einen reduzierten Bedarf an Hochtemperaturwerkstoff, durch verminderte Formkomplexität und durch Auslegung des tragenden Skeletts als Ausgangskomponente für eine Bauteilfamilie möglich. Des Weiteren gehen mit einer solchen Ausbildung des Turbinengehäuses eine Gewichtsreduzierung, eine Bauraumreduzierung und eine einfache Anpassbarkeit des Turbinengehäuses an Applikationsparameter durch modular austauschbare Gasführungsgeometrien, einher. Zudem ist die Formtreue der Turbinenradgegenkontur durch kurze Lastpfade und verringerte Temperaturdehnung gesteigert.The design of the gas-guiding shell structure can also be limited to aspects of the gas guidance, since in such a turbine housing the shell structure no longer has to assume a supporting function. Furthermore, in the case of the formation of the shell structure made of sheet metal by the connection to the stable cage structure deformation of the thin-walled sheet metal parts due to the high temperature differences is largely reduced. Thus, the sheet structure is imposed a shape and dimensionally stable geometry through the cage structure. It is also possible to reduce costs by reducing the need for high-temperature material, by reducing shape complexity and by designing the load-bearing skeleton as the starting component for a component family. Furthermore, with such a design of the turbine housing, a reduction in weight, a reduction in installation space and a simple adaptability of the turbine housing to application parameters by means of modularly exchangeable gas routing geometries are associated. In addition, the form fidelity of the turbine counter-contour is increased by short load paths and reduced thermal expansion.

Die vier Bauteilgruppen der Käfigstruktur, der Anschlussflansch, die Konturhülse, die den Anschlussflansch mit der Konturhülse verbindenden Stege und die Schutzeinrichtung, können einstückig oder mehrteilig ausgebildet sein. Im Falle einer mehrteiligen Ausbildung, sind die Bauteilgruppen in beliebiger Kombination zueinander einstückig ausbildbar. Im Falle einer aus mehreren Bauteilen bestehenden Käfigstruktur, können die unterschiedlichen Bauteile unterschiedliche Werkstoffe aufweisen. So sind die Bauteile untereinander bevorzugt durch Schweißen miteinander verbunden. Es ist allerdings auch denkbar, die Bauteile untereinander durch Löten, Klemmen oder Verschrauben oder anderweitige optionale Fügeverfahren, miteinander zu verbinden. Die Schutzeinrichtung kann ebenfalls einstückig mit der Käfigstruktur ausgebildet sein oder als ein separates Bauteil mit der Käfigstruktur verbunden sein, wobei in diesem Fall die Käfigstruktur, umfassend den Anschlussflansch, die Konturhülse und die Stege, als separates Bauteil ausgebildet sein kann. Die Schutzeinrichtung kann aus einem Gussmaterial oder als ein Tiefzieh-, Biege- oder Stanzbauteil ausgebildet sein. Ebenfalls ist die Ausbildung aus einem Blech denkbar, wobei sich die Schutzeinrichtung im Falle einer äußeren Krafteinwirkung für die Schalenstruktur opfert, damit die Schalenstruktur nicht verletzt wird. Es ist allerdings auch denkbar, die Schutzeinrichtung deutlich stabiler als die Schalenstruktur, z. B. aus einem Gussmaterial, herzustellen.The four component groups of the cage structure, the connecting flange, the contour sleeve, the connecting flange with the contour sleeve connecting webs and the protective device may be formed in one piece or in several parts. In the case of a multi-part design, the component groups are integrally formed in any combination with each other. In the case of a cage structure consisting of several components, the different components may have different materials. Thus, the components are preferably interconnected by welding together. However, it is also conceivable to interconnect the components with one another by soldering, clamping or screwing or other optional joining methods. The protective device may also be integrally formed with the cage structure or be connected as a separate component with the cage structure, in which case the cage structure, comprising the connecting flange, the contour sleeve and the webs may be formed as a separate component. The protective device may be formed from a cast material or as a thermoforming, bending or stamping component. Also, the formation of a metal sheet is conceivable, wherein the protective device sacrifices in the event of an external force for the shell structure, so that the shell structure is not injured. However, it is also conceivable that the protective device is much more stable than the shell structure, for. B. from a cast material to produce.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Other important features and advantages of the invention will become apparent from the dependent claims, from the drawings and from the associated figure description with reference to the drawings.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.Preferred embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail in the following description, wherein like reference numerals refer to the same or similar or functionally identical components.

Es zeigen, jeweils schematisch:It show, each schematically:

1 eine Käfigstruktur für ein Turbinengehäuse, 1 a cage structure for a turbine housing,

2 die Käfigstruktur mit einer Schutzeinrichtung, 2 the cage structure with a protective device,

3 einen Längsschnitt durch eine Käfigstruktur mit der Schutzeinrichtung in Einbaulage an einem Abgasturbolader, 3 a longitudinal section through a cage structure with the protective device in installation position on an exhaust gas turbocharger,

4 einen Querschnitt durch eine andere Ausführungsform der Käfigstruktur in Einbaulage an dem Abgasturbolader, 4 a cross-section through another embodiment of the cage structure in installation position on the exhaust gas turbocharger,

5 einen Querschnitt durch eine Ausführungsform der Käfigstruktur mit Kühlfunktion. 5 a cross-section through an embodiment of the cage structure with cooling function.

Wie in 1 dargestellt, ist bei einer Käfigstruktur 1 ein Anschlussflansch 2 über mehrere Stege 3 mit einer Konturhülse 4 verbunden. Gemäß 2 kann an eine solche Käfigstruktur 1 eine Schutzeinrichtung 5 angebunden oder mit der Käfigstruktur 1 einstückig ausgebildet sein. Generell kann eine solche Käfigstruktur 1 in einem Abgasturbolader 6 eingesetzt werden. Wie in 3 gezeigt ist, umgibt die Konturhülse 4 in Einbaulage ein Turbinenrad 7 unter Ausbildung eines Spaltes 8 zwischen dem Turbinenrad 7 und der Konturhülse 4. Dieser Spalt 8 ist zum einen für den Wirkungsgrad der Turbinenseite verantwortlich und zum anderen muss bei Konstruktion der Turbinenseite berücksichtigt werden, dass in Folge der hohen Temperaturunterschiede der Spalt 8 so bemessen ist, dass über alle Lastbereiche eine Berührung des Turbinenrades 7 und der Konturhülse 4 vermieden werden.As in 1 is shown in a cage structure 1 a connection flange 2 over several bridges 3 with a contour sleeve 4 connected. According to 2 can attach to such a cage structure 1 a protective device 5 tethered or with the cage structure 1 be formed integrally. Generally, such a cage structure 1 in an exhaust gas turbocharger 6 be used. As in 3 is shown surrounds the contour sleeve 4 in installation position a turbine wheel 7 under formation of a gap 8th between the turbine wheel 7 and the contour sleeve 4 , This gap 8th On the one hand, it is responsible for the efficiency of the turbine side, and on the other hand, when designing the turbine side, it must be taken into account that, due to the high temperature differences, the gap 8th is dimensioned so that over all load ranges touching the turbine wheel 7 and the contour sleeve 4 be avoided.

Die Käfigstruktur 1 ist mit ihrem Anschlussflansch 2 an ein Lagergehäuse 9 des Abgasturboladers 6 angebunden. Die Stege 3 sind in einem Abgasströmungspfad 10 des Abgases auf das Turbinenrad 7 angeordnet. Eine blechartige Schalenstruktur 11, die mehrere Spiralkanäle 12 zur optimalen Ausbildung der Abgasanströmrichtung auf das Turbinenrad 7 ausbildet, ist an der Käfigstruktur 1 druckdicht angebunden. Dabei wird die Schalenstruktur 11 in diesem Ausführungsbeispiel zumindest teilweise von der Schutzeinrichtung 5 umgeben.The cage structure 1 is with its connection flange 2 to a bearing housing 9 the exhaust gas turbocharger 6 tethered. The bridges 3 are in an exhaust gas flow path 10 the exhaust gas on the turbine wheel 7 arranged. A sheet-like shell structure 11 , which have several spiral channels 12 for optimum formation of the exhaust gas flow direction on the turbine wheel 7 is at the cage structure 1 pressure tight. This is the shell structure 11 in this embodiment at least partially of the protective device 5 surround.

Des Weiteren kann die Schalenstruktur 11 von der Schutzeinrichtung 5 beabstandet sein, wie in 3 gezeigt, oder an die Schutzeinrichtung 5 angebunden sein, sodass die Schutzeinrichtung 5 zusätzlich zu ihrer Schutzfunktion auch eine Stabilisierungsfunktion übernimmt. Durch eine Beabstandung wird insbesondere eine Wärmeübertragung auf das Lagergehäuse 9 erschwert und dadurch der Hitzschutz für das Lagergehäuse 9 verbessert.Furthermore, the shell structure 11 from the protective device 5 be spaced as in 3 shown or to the protective device 5 be connected so that the protective device 5 In addition to its protective function also assumes a stabilizing function. By a spacing is in particular a heat transfer to the bearing housing 9 complicates and thus the heat protection for the bearing housing 9 improved.

Die in 4 dargestellte Ausführungsform eines Turbinengehäuses 13, weist eine Schutzeinrichtung 5 auf, die ebenfalls einstückig mit dem Anschlussflansch 2 ausgebildet ist. An diese als Lochscheibe ausgebildete Schutzeinrichtung 5 ist die Schalenstruktur 11 angebunden. Des Weiteren ist die Schalenstruktur 11 an die Konturhülse 4 angebunden, wobei die Konturhülse 4 über als Spacer ausgebildete Stege 3 mit der Schutzeinrichtung 5 fest angebunden ist.In the 4 illustrated embodiment of a turbine housing 13 , has a protective device 5 on, which is also integral with the flange 2 is trained. At this formed as a perforated disc protection device 5 is the shell structure 11 tethered. Furthermore, the shell structure 11 to the contour sleeve 4 tethered, with the contour sleeve 4 via webs designed as spacers 3 with the protective device 5 firmly attached.

Betrachtet man die 5, so kann man erkennen, dass in den Stegen 3 Kühlkanäle 15 ausgebildet sind, die einen Kühlmitteltransport von einem Wassermantel 16 im Lagergehäuse 9 in einen Wassermantel 17 der Konturhülse 4 ermöglichen. Der Wassermantel 16, 17 kann beispielsweise durch ein entsprechend gebogenes (Winkel-)Blech 14 gebildet sein. Der Wassermantel 17 befindet sich dabei vorzugsweise an einem Außenumfang der Konturhülse 4 und kann beispielsweise durch einen Gusskern gebildet werden, sofern die Konturhülse 4 gegossen wird.Looking at the 5 , so you can see that in the webs 3 cooling channels 15 are formed, which is a coolant transport from a water jacket 16 in the bearing housing 9 in a water jacket 17 the contour sleeve 4 enable. The water jacket 16 . 17 For example, by a correspondingly bent (angle) sheet metal 14 be formed. The water jacket 17 is preferably located on an outer circumference of the contour sleeve 4 and may for example be formed by a casting core, provided that the contour sleeve 4 is poured.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Käfigstrukturcage structure
22: Anschlussflanschflange
33: Stegweb
44: Konturhülsecontour sleeve
55: Schutzeinrichtungguard
66: Abgasturboladerturbocharger
77: Turbinenradturbine
88th: Konturspaltcontoured gap
99: Lagergehäusebearing housing
1010: AbgasströmungspfadExhaust gas flow path
1111: Schalenstrukturshell structure
1212: Spiralkanalspiral channel
13 13: Turbinengehäuseturbine housing
1414: WinkelblechWinkelblech
1515: Kühlkanalcooling channel
1616: Wassermantelwater jacket
1717: Wassermantelwater jacket

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10061846 A1 [0002]
US 2006/0133931 A1 [0003]

Claims

Exhaust gas turbocharger ( 6 ) with a bearing housing ( 9 ), in particular of a casting material, and a supporting cage structure ( 1 ) and a gas-carrying shell structure ( 11 ) comprehensive turbine housing ( 13 ), via the cage structure ( 1 ) to the bearing housing ( 9 ) and the shell structure ( 11 ) on the cage structure ( 1 ), characterized in that the load-bearing cage structure ( 1 ) a radially extended protective device ( 5 ), in particular for containment protection, for heat protection of the bearing housing ( 9 ) or to protect the shell structure ( 11 ), having.

Exhaust gas turbocharger according to claim 1, characterized in that the cage structure ( 1 ) a connection flange ( 2 ) for connecting the same to the bearing housing ( 9 ), a contour sleeve ( 4 ) and several the contour sleeve ( 4 ) with the connection flange ( 2 connecting webs ( 3 ) having.

Exhaust gas turbocharger according to claim 1 or 2, characterized in that the cage structure ( 1 ) is formed of a plurality of cast, deep drawn, bent and / or stamped components as welding, soldering, clamping and / or screw construction, wherein the components may have different materials.

Exhaust gas turbocharger according to one of claims 2 or 3, characterized in that the contour sleeve ( 4 ) as an additional, in a web construction of the cage structure ( 1 ) integratable component is formed.

Exhaust gas turbocharger according to one of claims 1 or 2, characterized in that the cage structure ( 1 ) is formed as a one-piece cast component.

Exhaust gas turbocharger according to one of claims 2 to 5, characterized in that the webs ( 3 ) in an exhaust gas flow path ( 10 ) of the turbine housing ( 13 ) are arranged.

Exhaust gas turbocharger according to one of claims 2 to 6, characterized in that the webs ( 3 ) are designed as fixed turbine geometry.

Exhaust gas turbocharger according to one of claims 2 to 6, characterized in that the contour sleeve ( 4 ) is provided with at least one fastening element for connecting an exhaust pipe.

Exhaust gas turbocharger according to one of the preceding claims, characterized in that the shell structure ( 11 ) is formed of sheet metal.

Exhaust gas turbocharger according to one of the preceding claims, characterized in that a wall thickness of the shell structure ( 11 ) is less than a wall thickness of the supporting cage structure ( 1 ).

Exhaust gas turbocharger according to one of the preceding claims, characterized in that in the webs ( 3 ) Cooling channels ( 15 ) are formed, the coolant transport from a water jacket ( 16 ) in the bearing housing ( 9 ) in a water jacket ( 17 ) of the contour sleeve ( 4 ) enable.

Exhaust gas turbocharger according to claim 11, characterized in that the water jacket ( 16 . 17 ) by a correspondingly bent (angle) sheet ( 14 ) or is formed by a casting core.