DE10311996B4

DE10311996B4 - Anordnung eines Abgasturboladers mit einem Trägergehäuse

Info

Publication number: DE10311996B4
Application number: DE10311996A
Authority: DE
Inventors: Hermann Dipl.-Ing. Baumann
Original assignee: MTU Friedrichshafen GmbH
Current assignee: Rolls Royce Solutions GmbH
Priority date: 2003-03-19
Filing date: 2003-03-19
Publication date: 2005-02-24
Anticipated expiration: 2023-03-20
Also published as: US20040184934A1; DE10311996A1; US6979183B2

Abstract

Anordnung eines Abgasturboladers (1) mit einem geteilten Trägergehäuse (2), wobei der Abgasturbolader (1) ein Lagergehäuse (3) mit einer Welle (4) zum Verbinden eines Verdichterrads (5) und Turbinenrads (6) umfasst und der Abgasturbolader (1) am Trägergehäuse (2) fixiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgasturbolader (1) am Lagergehäuse (3) mit dem Trägergehäuse (2) mittels Schrauben (8) fixiert ist, welches senkrecht zur Drehachse (A) der Welle (4) ausgerichtet sind, und deren Schraubenköpfe (9) innerhalb des Durchmessers (d) des Lagergehäuses (3) angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung eines Abgasturboladers mit einem Trägergehäuse nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Aus der DE 34 39 738 C2 ist eine Anordnung eines Abgasturboladers mit einem Trägergehäuse bekannt. Bekanntermaßen umfasst ein Abgasturbolader ein Verdichtergehäuse mit einem Verdichterrad, ein Turbinengehäuse mit einem Turbinenrad und ein Lagergehäuse mit einer Welle zum Verbinden des Verdichterrads mit dem Turbinenrad. Der Abgasturbolader und das Trägergehäuse sind miteinander verschraubt. Diese Schrauben sind in axialer Richtung, d. h. parallel zur Drehachse der Welle, auf einem Lochringdurchmesser außerhalb des Lagergehäuses angeordnet. Die axiale Ringfläche zum gekühlten Trägergehäuse dient der Verschraubung und Abdichtung. Die Kontaktfläche ist groß, da die axiale Verschraubung außerhalb des Lagerstuhls liegt. Die Wärme aus dem noch nicht entspannten Abgas wird auf kurzem Weg ins gekühlte Trägergehäuse geleitet. Zusätzlich problematisch ist bei dieser Anordnung die schlechte Zugänglichkeit der Schraubenköpfe bei der Montage.
Aus der WO 93/24735 A1 ist ein Trägergehäuse mit integriertem Lagergehäuse bekannt. Das Trägergehäuse und das Lagergehäuse sind einstückig ausgeführt. Zwischen den Strömungsgehäusen und dem Lagergehäuse besteht kein Kontakt. Der Verdichter und die Turbine des Abgasturboladers sind über Schrauben am Trägergehäuse befestigt. Die Schrauben sind parallel zur Dreh achse der Welle ausgerichtet. Problematisch ist auch hier die schlechte Zugänglichkeit der Schraubenköpfe bei der Montage.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde eine montagefreundlichere Anordnung zu schaffen.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des ersten Anspruchs gelöst. Die Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen dargestellt.
Die Erfindung sieht vor, dass der Abgasturbolader am Lagergehäuse mit dem Trägergehäuse mittels Schrauben fixiert ist, welche senkrecht zur Drehachse der Welle ausgerichtet sind. Deren Schraubenköpfe liegen innerhalb des Durchmessers des Lagergehäuses. Am Lagergehäuse sind hierzu entsprechende Flächen für die Schraubenköpfe vorgesehen.
Aufgrund der besseren Zugänglichkeit der Verschraubung baut das Lagergehäuse kurz. Der Abstand zwischen dem Verdichter- und dem Turbinengehäuse wird gegenüber dem Stand der Technik verkürzt, d. h. der Bauraumbedarf des Abgasturboladers verringert sich insgesamt. Ein weiterer Effekt besteht darin, dass das Lagergehäuse konstruktiv einfach ausgestaltet werden kann.
Über eine Zentrierhilfe wird die Zusammenbau-Zeit der Anordnung verkürzt. Die Zentrierhilfe ist als eine Steckhülse ausgeführt. Diese erfüllt folgende Funktionalität: Erstens werden der Abgasturbolader und das Trägergehäuse in Richtung der Welle gegeneinander ausgerichtet und zweitens wird das Schmiermittel aus dem Lagergehäuse in das Trägergehäuse abgeführt.
Die Kontaktfläche, welche sich durch die axiale Verschraubung und Abdichtung zum Trägergehäuse ergibt, entfällt. Dadurch wird dem Abgas weniger Wärme entzogen, d. h. die Enthalpie des Abgases wird verbessert.
In den Zeichnungen ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel dargestellt.
Es zeigen:
1 ein Schnittbild Abgasturbolader/Trägergehäuse
2 eine Draufsicht
3 einen Schnitt durch das Lagergehäuse
In 1 ist ein Schnittbild der Anordnung eines Abgasturboladers 1 mit einem Trägergehäuse 2 dargestellt. Die Funktion eines Abgasturboladers 1 wird im weiteren Text als bekannt vorausgesetzt. Bekanntermaßen umfasst ein Abgasturbolader ein Verdichtergehäuse 12 mit einem Verdichterrad 5, ein Turbinengehäuse 13 mit einem Turbinenrad 6 und ein Lagergehäuse 3. Innerhalb des Lagergehäuses 3 ist eine Welle 4 angeordnet. Über diese werden ein Verdichterrad 5 und Turbinenrad 6 drehfest miteinander verbunden. Das Turbinengehäuse 13 mit einer Abgasleitung 14 befindet sich innerhalb des Trägergehäuses 2. Das Verdichtergehäuse 12 befindet sich außerhalb des Trägergehäuses 2. Wie in 1 dargestellt erfolgt die Luftzuführung in Zeichnungsrichtung gesehen von links bzw. die Abgas-Abführung in Zeichnungsrichtung gesehen nach rechts. Über eine Zufuhr 15 wird Schmiermittel den Lagerstellen der Welle 4 zugeführt. Das Schmiermittel wird aus einem Sammelraum 17 über eine Abfuhr 16 in das Trägergehäuse 2 geführt.
Bei der Montage des Abgasturboladers 1 wird dieser am Lagergehäuse 3 in das Trägergehäuse 2 eingelegt. Über eine Zentrierhilfe 10 wird der Abgasturbolader 1 in axialer Richtung – also in Richtung der Drehachse der Welle 4 – und in Umfangsrichtung ausgerichtet. Als Zentrierhilfe 10 ist in 1 eine Steckhülse 11 dargestellt. Die Steckhülse 11 übernimmt gleichzeitig den Schmiermittel-Ablauf aus dem Lagergehäuse 3 bzw. den Sammelraum 17.
Auf Grund der senkrechten Verschraubung entfällt der im Stand der Technik dargestellte axiale Ringflansch. Der Wärmeabfluss aus dem Abgas ins Trägergehäuse ist folglich geringer. Als weitere Maßnahme ist ein Isolierspalt 20 zwischen dem Trägergehäuse 13 und dem Lagergehäuse 3 vorgesehen.
Nachfolgend werden die 2 und 3 gemeinsam beschrieben. In 2 ist die Anordnung des Abgasturboladers 1 mit dem Trägergehäuse 2 im Bereich des Lagergehäuses 3 in Draufsicht dargestellt. Der Abgasturbolader 1 wird mit dem Trägergehäuse 2 über ein Befestigungselement 7 fixiert. Dargestellt sind zwei Schrauben 8. Die Schrauben 8 sind senkrecht zur Drehachse (Bezugszeichen A) der Welle 4 ausgerichtet. Deren Schraubenköpfe 9 liegen innerhalb des Durchmessers d des Lagergehäuses 3, siehe 3. Das Lagergehäuse 3 weist hierzu im Bereich der Schraubenköpfe jeweils eine entsprechende Fläche 18 auf. Das Trägergehäuse 2 ist gegenüber der Umwelt durch eine Dichtung 19 verschlossen. Üblicherweise wird ein O-Ring verwendet, der in einer Nut des Lagergehäuses 3 liegt und gegen das Trägergehäuse 2 abdichtet. Selbstverständlich können als Dichtung 19 auch entsprechende Flüssigdichtungen verwendet werden.
Aus der Beschreibung ergeben sich für die Erfindung folgende Vorteile:

– die senkrecht zur Drehachse der Welle ausgerichtete Verschraubung Abgasturbolader/Trägergehäuse bewirkt ein kürzeres Lagergehäuse, wodurch der Bauraumbedarf des Abgasturboladers geringer ist;
– die direkte Kontaktfläche ist minimiert und liegt auf einem kleineren Durchmesser, dadurch wird der Wärmeeintrag reduziert;
– die geringere Wärmeabfuhr aus dem Abgas bewirkt, dass die Enthalpie des Abgases verbessert wird;
– das Lagergehäuse ist konstruktiv einfacher ausgeführt als das Lagergehäuse gemäß dem Stand der Technik;
– über die Zentrierhilfe wird eine einfache Montage gewährleistet.

1: Abgasturbolader
2: Trägergehäuse
3: Lagergehäuse
4: Welle
5: Verdichterrad
6: Turbinenrad
7: Befestigungselement
8: Schraube
9: Schraubenkopf
10: Zentrierhilfe
11: Steckhülse
12: Verdichtergehäuse
13: Turbinengehäuse
14: Abgasleitung
15: Zufuhr
16: Abfuhr
17: Sammelraum
18: Fläche
19: Dichtung
20: Isolierspalt

Claims

Anordnung eines Abgasturboladers (1) mit einem geteilten Trägergehäuse (2), wobei der Abgasturbolader (1) ein Lagergehäuse (3) mit einer Welle (4) zum Verbinden eines Verdichterrads (5) und Turbinenrads (6) umfasst und der Abgasturbolader (1) am Trägergehäuse (2) fixiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgasturbolader (1) am Lagergehäuse (3) mit dem Trägergehäuse (2) mittels Schrauben (8) fixiert ist, welches senkrecht zur Drehachse (A) der Welle (4) ausgerichtet sind, und deren Schraubenköpfe (9) innerhalb des Durchmessers (d) des Lagergehäuses (3) angeordnet sind.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Lagergehäuse (3) Flächen (18) zur Anlage der Schraubenköpfe (9) angeordnet sind.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Lagergehäuse (3) eine Zentrierhilfe (10) zum Ausrichten des Abgasturboladers (1) am Trägergehäuse (2) angeordnet ist.
Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrierhilfe (10) als Steckhülse (11) ausgeführt ist.
Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Steckhülse (11) das Schmiermittel aus dem Lagergehäuse (3) in das Trägergehäuse (2) abgeführt wird.