专利名称：用于叶轮的壳体的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种权利要求1前序部分中所述类型的用于叶轮的壳体，特别是一种 用于排气涡轮增压器的涡轮的涡轮壳体。此外，本发明还涉及一种权利要求6前序部分中 所述类型的这种壳体的制造方法。
背景技术：
这种壳体，特别是用于排气涡轮增压器的涡轮的涡轮壳体，即特别是商用车的涡 轮增压器的涡轮的涡轮壳体，常常做成所谓的双流壳体，其中两个流道/流动(Flut)或腔 通过一流动分隔器相互分开。涡轮增压器的工作原理和效率与描述流动分隔器尖端与对应 的壳体壁之间的间距的间隙尺寸密切相关。在这方面由现有技术已知，这种流动分隔器与由铸造材料做成的壳体的其余壳体 壁做成一体。其中壳体壁和流动分隔器在一道工序中一体铸造，为了呈现出尽可能小而精 确的间隙尺寸，对铸造技术、特别是对型芯提出了极高的要求。正是在间隙区域内，型芯非 常薄，而在铸造时却要承受很高的负荷。此外在流动分隔器的区域内在运行时可能产生应力，它们在极端情况下可能在流 动分隔器的区域内引起裂纹，并由此造成排气涡流增压器的功率损失或者甚至失效，因此 在GB2186328A中可知一种壳体，其中流动分隔器作为单独的板件夹紧在两个半壳体之间。
发明内容
本发明的目的是，提供一种壳体及其铸造方法，用这种方法使流动分隔器以小而 精确的间隙尺寸设置在两个所属流道之间。按照本发明，这个目的通过具有权利要求1和6特征的壳体及方法来实现。本发 明的具有适宜的和重要的改进的有利实施例在各个从属权利要求中给出。为了制造一种其中流动分隔器以更好的方式设置在壳体内的壳体，按照本发明， 流动分隔器做成单独的镶件，特别是做成金属板或铸件，该镶件铸造在壳体的一壁区域中。 用这种方法可以使流动分隔器在制造工艺方面特别简单和有利地设置在壳体内。另一个优 点在于，借助于特别是做成金属板或铸件的单独的流动分隔器可以使流动分隔器与壳体的 对应壁区域之间的间隙的尺寸极小，这例如在由壳体本身的铸造材料制成的流动分隔器的 情况下由于过大的铸造公差而是不可能的。因此可以极精确地形成各间隙尺寸，这最终导 致排气涡轮增压器的效率提高。另一个优点在于，单独的镶件不大容易形成裂缝，使得对于 本发明的壳体可以可靠地避免排气涡轮增压器的由此造成的功率损失或者甚至失效。显然，当然也可以产生多流壳体，其中例如设置多个相对于彼此按圣诞树形式设 置的镶件。这里镶件可以具有不同的材料、制造方法和形状，例如铸钢件或金属板，特别是优 质钢的金属板，就非常合适。对于铸件，存在可实现特别简单的表面轮廓或复杂形状的可能 性。
在本发明的另一种设计方案中，如果在镶件与壳体各对应壁区域之间分别设置有 一尺寸为约2mm至约6mm、优选约3_4mm的间隙，则证明是有利的。这里，这种窄的间隙有利 于特别良好的排气数据。在本发明的另一种设计方案中，如果镶件以形状锁合地(formschlilssig)嵌接的 方式铸造在壳体的壁区域中和/或材料融合地(stoffschlUssig)和部分用冶金方法地铸 造在壳体的壁区域中，则证明是有利的。由此可以实现镶件与壳体对应壁区域的特别可靠 的连接。在本发明另一种设计方案中，壳体包括一薄壁铸钢件和/或镶件由 钢、特别是耐 高温的钢制成。其中由薄壁铸钢件形成的壳体可以重量特别有利地制造。由钢、特别是耐 高温钢制成的镶件具有对压缩介质有特别好的抗力的优点。此外，如果镶件设置用于将相配设的型芯固定在壳体上，则证明是有利的。因此使 镶件具有另一个功能，也就是使所属的型芯相对于铸模或此后的壳体特别可靠地定位，以 便由此实现极其均勻和可重现的间隙尺寸。上述结合本发明的壳体说明的优点同样适用于按权利要求6的方法。此方法的特 征特别在于，将镶件铸造在壳体的所属的壁区域中。从而得到一种特别简单和经济的方法， 可利用该方法来制造壳体。此外由此可得到上面已经说明过的有利的壳体。这里，在本发明的另一种设计方案中，证实有利的是，将镶件内置在型芯中，该型 芯在壳体铸造之前安装在一相应的铸模内。这里通过型芯将镶件特别有利地和位置可靠地 定位在壳体或铸模内，由此以特别有利的方式得到镶件与壳体对应壁区域之间的非常精确 的和窄的间隙尺寸。其中特别有利的是，金属板状的流动分隔器在间隙区域内表现为用于型芯的机械 支撑件。因为在这个区域内型芯仅具有比较小的厚度，包含在型芯内的镶件表现出显著的 机械加强。这既在例如通过一射芯工艺(Kernschieiiprozess)进行的型芯制造过程中、也 在铸造过程本身中起非常有利的作用。由此使得在铸造技术上完全是第一次得到质量足够 好的比较小的间隙尺寸。其中为了能特别方便地制造型芯，型芯连同镶件一起优选在一道工序中注射/喷 身寸(schie β en)而成。此外，在本发明的另一种设计方案中，如果型芯借助至少一个芯撑定位和保持在 铸模内，以便由此实现镶件在壳体内的特别均勻和可重现的定位，则证明是有利的。此外，在本发明的另一种设计方案中，镶件用于保持和/或加强型芯，使得该型芯 特别有利地保持在铸模内。如果镶件在型芯最薄的部位处、亦即特别是在位于镶件与对应 壁区域之间的间隙的区域内相应地加强型芯，那么便得到特别有利的加强。最后，如果镶件以形状锁合地嵌接的方式铸造在壳体的壁区域中和/或材料融合 地铸造在壳体的壁区域中，以形成单独的镶件与铸造壳体的最佳连接，则证明是有利的。
由以下对优选实施例的说明借助附图得到本发明的其他优点、特征和细节。在附图中图1示出一设计成涡轮壳体的壳体的轴向剖视图，该涡轮壳体用于排气涡轮增压器的涡轮，所述壳体做成双流式的并且其两个流道通过一流动分隔器相互隔开，该流动分隔器做成特别是由金属板或铸件形成的单独的镶件，并被铸在壳体的对应壁区域中；和图2示出按图1的由做成单独的镶件的流动分隔器相互隔开的两个流道的局部放 大剖视图，其中可看到一型芯，所述镶件借助于该型芯在铸造过程中被保持在铸模的内部。
具体实施例方式在图1中以一轴向剖视图示出一设计成涡轮壳体的壳体的轴向剖视图，该涡轮壳 体用于未示出的排气涡轮增压器的涡轮。这里涡轮壳体特别是用于货车或客车中，涡轮壳 体包括两个腔或者说流道10、12，它们通过一形式为单独的镶件14的流动分隔器相互隔 开。在本实施例中镶件14由金属合金制成并做成金属板，这里特别是可以采用耐高温钢， 该耐高温钢适于相应地耐受在壳体内部流动的介质。也包括在本发明范围内的是，在必要 时也可采用例如陶瓷基的其他材料而不是采用金属合金或金属板或铸件。在本发明的情形中，壳体本身由铸造材料制成，特别是设计成薄壁铸钢件。因此根 据应用的不同，可由不同的材料制成金属板或铸件，以便例如关于铸造材料具有相应的韧 性、弹性、耐高温性、耐磨性以及例如还有较小的或合适的热膨胀系数。结合图2可以看到，分隔两个流道10、12的单独的镶件14被铸造在壳体的对应壁 区域16中，该图2示出这里转动地示出的壳体的一个局部放大剖视图。在本发明的情形中，这通过一种用于制造壳体的方法来进行，在该方法中首先将 镶件14内置在如图2所示的型芯18内，该型芯在铸造壳体之前布置在相应铸模的内部，在 所述情形下型芯18是一砂芯/泥芯，该砂芯和镶件14 一起在一道工序中注射而成。这里 镶件用作用于两个流道12和10的芯撑。通过型芯18将镶件14极其可靠和精确地保持和 固定在铸模内，从而造成一种非常精确的和可以重现的铸造结果。此外还通过型芯18实现，在铸件14与各相配设的壁区域20、22之间形成一尺寸 为约2mm至约6mm、优选为约4mm的比较小的间隙a、b。其中型芯18在壳体壁区域20、22 附近的区域内、亦即在其最薄的部位处，通过镶件14本身来加强。在此，型芯18借助于一相应的型芯座26定位和保持在铸模内，使得由此造成在浇 注铸造熔液后得到在壳体对应壁区域20、22与镶件14之间的所希望的小的间隙a、b。在 与壳体壁区域20、22相对的一侧上相应地铸造入镶件14，其中镶件14的相应的端部区域 用来将型芯18保持在铸模内。换言之，镶件14也用于在铸模内固定型芯一特别是防止型 芯转动和移动。因此镶件14不仅在其自由端部的区域内、亦即在间隙a、b的区域内用作芯 撑，而且还用于型芯18的定位。在此，镶件14可以这样铸造在壳体的对应边缘区域16中， 使得在镶件14-特别是金属板或铸件一与铸造熔液、亦即铸造材料之间形成一种形状锁 合的嵌接和/或材料融合的或冶金式的连接。在本发明的范围内还包括，壳体当然也可包括比这里所示的两个流道10、12多的 流道，这些流道例如通过彼此间按圣诞树形式布置或设计的镶件14来实现。但是总体上可 以看到，这里被铸造入的镶件14能制造一种可重现性非常好的壳体，该壳体可分别在间隙 a、b的区域内制造非常小而精确的间隙尺寸，使得总体上可以借助于排气涡轮增压器达到 极有利的排气数据。
权利要求
一种用于叶轮的壳体，特别是用于排气涡轮增压器的涡轮的涡轮壳体，所述壳体由铸造材料形成并具有至少两个流道(10、12)，所述流道通过一流动分隔器相互隔开。其特征为所述流动分隔器做成单独的镶件(14)，所述镶件被铸在所述壳体的一壁区域(16)中。
2.按权利要求1的壳体， 其特征为在所述镶件(14)与各对应壁区域(20、22)之间分别设置有一尺寸为约2mm至约6mm、 优选为约4mm的间隙(a、b)。
3.按权利要求1或2的壳体， 其特征为所述镶件(14)以形状锁合地嵌接的方式铸在所述壳体的所述壁区域(16)中和/或材 料融合地铸在所述壳体的所述壁区域(16)中。
4.按权利要求1至3之任一项的壳体， 其特征为所述壳体包括一薄壁铸钢件，所述镶件(14)由耐高温的钢制成。
5.按权利要求1至4之任一项的壳体， 其特征为所述镶件(14)是一铸在壳体中的金属板或一铸件。
6.一种用于制造用于叶轮的壳体的方法，特别是一种用于制造涡轮壳体的方法，该涡 轮壳体用于排气涡轮增压器的涡轮，在该方法中，具有至少两个通过一流动分隔器相互隔 开的流道的壳体由铸造材料形成，其特征为将一用作流动分隔器的镶件(14)固定在一型芯上，所述型芯这样被壳体材料包绕铸造，使得所述镶件的一部分被铸在所述壳体的一壁区 域(16)中。
7.按权利要求6的方法， 其特征为选择金属板或铸件作为镶件(14)，所述镶件除一设置用于铸在壳体中的区域外完全内 置在一用于壳体内轮廓的型芯(18)中。
8.按权利要求7的方法， 其特征为所述型芯(18)连同所述镶件(14) 一起在一道工序中注射而成。
9.按权利要求6至8之任一项的方法， 其特征为所述型芯(18)借助于至少一个芯撑(26)定位和保持在铸模内。
10.按权利要求6至9之任一项的方法， 其特征为所述型芯(18)借助于镶件(14)、特别是金属板或铸件保持在铸模内和/或得到加强。
11.按权利要求6至10之任一项的方法，其特征为所述镶件(14)，特别是金属板或铸件，以形状锁合地嵌接的方式铸在所述壳体的所述壁区域(16)中和/或材料融合地铸在所述壳体的所述壁区域(16)中。
全文摘要
本发明涉及一种用于叶轮的壳体，特别是用于排气涡轮增压器的涡轮的涡轮壳体，所述壳体由铸造材料形成，并具有至少两个通过一流动分隔器(14)相互隔开的流道(10、12)，其中流动分隔器设计成单独的镶件(14)，特别是做成金属板或铸件，所述镶件铸在壳体的一壁区域(18)中。
文档编号F01D9/02GK101828006SQ200880112202
公开日2010年9月8日 申请日期2008年8月12日 优先权日2007年10月19日
发明者S·博特施 申请人:戴姆勒股份公司