涡轮增压器的制作方法

本发明涉及涡轮增压器。

背景技术：

从de102013002605a1已知涡轮增压器的基本构造。涡轮增压器包括涡轮机，其中第一介质被膨胀。此外，涡轮增压器还包括压缩机，其中第二介质被压缩，即利用第一介质膨胀期间在涡轮机中提取的能量。涡轮增压器的涡轮机包括涡轮机壳体和涡轮机转子。涡轮增压器的压缩机包括压缩机壳体和压缩机转子。轴承壳体被定位在涡轮机的涡轮机壳体和压缩机的压缩机壳体之间，其中轴承壳体一方面被连接到涡轮机壳体且另一方面被连接到压缩机壳体。在轴承壳体中，安装有轴，涡轮机转子经由该轴被联接到压缩机转子。

从实践中已知，涡轮机的涡轮机壳体（即所谓的入流壳体）以及轴承壳体经由紧固装置彼此连接，该紧固装置优选地被设计成夹持钳爪（clampingclaw）。被设计成夹持钳爪的这种紧固装置通过其第一区段经由紧固装置被安装到涡轮机壳体的凸缘，且通过第二区段与轴承壳体的凸缘至少部分重叠。借助于这种紧固装置，轴承壳体和涡轮机壳体的组合被夹持，即将密封盖和喷嘴环夹持在涡轮机壳体和轴承壳体之间。

涡轮机壳体填充有待膨胀的第一介质，尤其填充有待膨胀的排气。涡轮机壳体的入流壳体在涡轮机转子的方向上引导排气。在入流壳体中，相对于环境存在过度压力，在第一介质膨胀期间，该过度压力会随着经历提取能量而在涡轮机中被移除。在涡轮机壳体或者入流壳体和轴承壳体的连接区域中，能够发生泄漏，以致待在涡轮机中膨胀的第一介质能够经由在涡轮机壳体和轴承壳体之间的连接区域进入环境。

为了抵消待在涡轮机内膨胀的第一介质的这种泄漏，根据实践增加在涡轮机壳体或入流壳体和轴承壳体之间的夹持，尤其经由针对紧固装置的更高拧紧扭矩，优选地被设计成夹持钳爪的紧固装置经由其被安装到涡轮机壳体。尽管增加了拧紧扭矩，但是在某些情况下仍不能防止泄漏。

技术实现要素：

由此出发，本发明基于如下目标：产生一种具有入流壳体和轴承壳体的改进连接的新型的涡轮增压器。

根据本发明的另外的方面，通过根据权利要求1的涡轮增压器来实现该目标。因此，弹性可变形的元件被定位在紧固装置的第一区段和紧固装置的螺母之间，其提供预加载力。

根据本发明的第二方面，通过根据权利要求4的涡轮增压器来实现目标。因此，紧固装置本身弹性可变形并且提供预加载力。

根据本发明的第二方面，通过根据权利要求9的涡轮增压器来实现目标。因此，弹性可变形的元件被定位在紧固装置的第二区段和轴承壳体的凸缘之间，其提供预加载力。

在根据本发明的在此提出的本发明的所有三个方面的情况下，可能的是，改进在入流壳体和轴承壳体之间的连接。能够最小化待膨胀的第一介质向环境中意外泄漏的风险。

附图说明

本发明的优选的进一步扩展由从属权利要求和以下的描述中获得。借助于附图更详细地解释本发明的示例性实施例，但本发明不限于此。附图中示出：

图1是通过涡轮增压器的横截面，

图2是在涡轮增压器的入流壳体和轴承壳体的区域中的通过根据本发明的第一方面的涡轮增压器的横截面，

图3是图2的细节图，

图4是在涡轮增压器的入流壳体和轴承壳体的区域中的通过根据本发明的第二方面的涡轮增压器的横截面，

图5是在涡轮增压器的入流壳体和轴承壳体的区域中的通过根据本发明的第二方面的另外的涡轮增压器的横截面，

图6是图4和图5的替代，

图7是在涡轮增压器的入流壳体和轴承壳体的区域中的通过根据本发明的第二方面的另外的涡轮增压器的横截面，

图8是在涡轮增压器的入流壳体和轴承壳体的区域中的通过根据本发明的第三方面的涡轮增压器的横截面，

图9是图8的细节图。

具体实施方式

本发明涉及涡轮增压器。

图1示出了涡轮增压器1的基本构造。涡轮增压器1包括涡轮机2以用于使第一介质膨胀，尤其使内燃发动机的排气膨胀。此外，涡轮增压器1包括压缩机3以用于压缩第二介质，尤其是增压空气（chargeair），即利用在第一介质膨胀期间在涡轮机2中提取的能量。

在此，涡轮机2包括涡轮机壳体4和涡轮机转子5。压缩机3包括压缩机壳体6和压缩机转子7。压缩机转子7经由轴8被联接到涡轮机转子5，该轴8被安装在轴承壳体9中，其中轴承壳体9被定位在涡轮机壳体4和压缩机壳体5之间并且连接到涡轮机壳体4和压缩机壳体5二者。

涡轮机2的涡轮机壳体4包括入流壳体11和出流壳体12。借助于入流壳体11，待在涡轮机2的区域内膨胀的第一介质能够被馈送到涡轮机转子5。借助于出流壳体12，已在涡轮机转子5的区域内膨胀的第一介质流动离开涡轮机2。

除了入流壳体11和出流壳体12之外，涡轮机壳体4还包括插入件13，其中插入件13尤其在入流壳体11的区域内延伸，且即邻近涡轮机转子5在涡轮机转子5的邻接移动叶片14的径向外侧。

此外，涡轮机壳体4还包括喷嘴环15。喷嘴环15也被称为涡轮机滑动设备。

此外图1示出了在入流壳体11和轴承壳体9的连接区域内的密封盖16。密封盖16也被称为轴承壳体盖或者热护罩。

涡轮机2的入流壳体11经由紧固装置17被连接到轴承壳体9，以使得紧固装置17通过第一区段19（即经由多个紧固装置20）被安装到入流壳体11的凸缘18，并且紧固装置17通过第二区段21与轴承壳体9的凸缘26至少部分重叠。

紧固装置17也被称为夹持钳爪。在周向方向上看，紧固装置13能够是分节段的。

每个紧固装置20包括被拧入入流壳体11的凸缘18内的螺纹螺钉22和作用在螺纹螺钉22的另一端部上的螺母23，其中通过拧紧螺母23，被限定的预加载力能够经由紧固装置17被施加在入流壳体11上并被施加在轴承壳体9上。借助于此，喷嘴环15和密封盖16的对应凸缘24、25被夹持在入流壳体11和轴承壳体9之间。

在根据本发明的第一方面的图2和图3的涡轮增压器的情况下，弹性可变形的元件27被定位在被设计成夹持钳爪的紧固装置17的第一区段19和紧固装置20的螺母23之间，其被螺母的拧紧力夹持并提供预加载力。

在此，在图2和图3的涡轮增压器的情况下，被形成在每个紧固装置20的螺母23和紧固装置17的第一区段19之间的多个弹性可变形的元件27在每种情况下被定位成一个在另一个上堆叠或一个挨着另一个堆叠，其中这些盘簧（discspring）27接合在紧固装置17的穴状凹部28内。

堆叠地组合的弹性可变形的元件27（即盘簧）的数量和取向一方面确定预加载力并且另一方面确定在涡轮机的轴承壳体9和入流壳体11的连接区域内的弹簧行程，其中盘簧能够被一起设置在相同方向上或者部分地处于交替方向。尤其当所有盘簧被设置在相同方向上以形成对应堆叠时，能够提供具有小弹簧行程的高预加载力。通过以交替方向设置盘簧，提供具有较大弹簧行程的较小预加载力。

因此，在图2、图3的示例性实施例中，盘簧或弹性可变形垫圈根据本发明的第一方面被定位在每个紧固装置20的每个螺母23和紧固装置17之间，其在每个螺母23的区域内产生预加载力，即尤其甚至是当由于热循环，待被彼此连接的组件经受不同的膨胀时。如已经解释的，弹簧力和弹簧行程能够借助于盘簧的设置被调整。在此，盘簧能够被设置成处于交替方向和相同方向。通过拧紧螺母23，盘簧组件被预加载。能够补偿由于热负荷导致的彼此连接的组件的不同热膨胀。

根据本发明的第二方面，紧固装置17（即夹持钳爪）本身是弹性可变形的并且提供对应的预加载力，借助于该预加载力，能够补偿通过热负荷导致的彼此连接的组件的不同热膨胀。

在此，图4示出了根据本发明的第二方面的涡轮增压器的实施例，根据其，紧固装置17在横截面上是u形轮廓。在横截面上是u形轮廓的紧固装置17的第一腿部29提供第一区段19，紧固装置17通过该第一区段19抵靠入流壳体11的凸缘18，并且该第一腿部29提供第二区段21，紧固装置17通过该第二区段21部分与轴承壳体9的凸缘26重叠。在横截面上是u形轮廓的紧固装置17的第二腿部30与该第一腿部29平行地延伸并且经由连接区段31被连接到该第一腿部29，其中相应紧固装置20的螺母23自身支撑在第二腿部30上。

通过拧紧相应的螺母23，第二腿部30弹性变形并且在第一腿部29的方向上变形。借助于此，能够提供预加载力，其能够抵销或者补偿彼此连接的组件的热致变形。

在图5或图6的示例性实施例中，紧固装置17是c形或者v形轮廓。图5的示例性实施例的c形或v形轮廓的紧固装置17同样地包括经由连接区段34彼此连接的两个腿部。第一腿部的自由端部32抵靠入流壳体11的凸缘18，并且第二腿部33的自由端部抵靠轴承壳体9的凸缘6。图5中所示的紧固装置20的螺母23自身支撑在c形或v形轮廓横截面的紧固装置17的连接区段34上。尤其当螺母23被拧紧时，连接区段34弹性变形并且整个紧固装置17被按压抵靠凸缘18、26。借助于紧固装置17的弹性变形，能够提供用于连接轴承壳体9和入流壳体11的预加载力，其能够补偿待被彼此连接的这些组件的不同膨胀（例如热致膨胀）和连接中的其它预加载损失。

图7示出根据本发明的第二方面的根据本发明的涡轮增压器的另外的示例性实施例，根据该实施例，本身弹性可变形的紧固装置17具有螺旋形轮廓。在此，螺旋形轮廓的紧固装置17包括第一端部35，紧固装置17通过该第一端部35经由紧固装置20被安装到入流壳体11的凸缘18。在横截面上是螺旋形轮廓的紧固装置17的相对定位的端部36至少部分与轴承壳体9的凸缘26重叠并抵靠凸缘26。

紧固装置20的螺母23自身支撑在螺旋形轮廓的紧固装置17的第一端部35上。图7中可见的箭头37是力流，在拧紧螺母23期间其从螺母开始延伸到紧固装置17中并经由紧固装置17延伸到入流壳体11和轴承壳体9的凸缘18、26中。螺母23可借助于工具经由在横截面上是螺旋形轮廓的紧固装置17内的凹部38被接近。

因此，在根据这里提出的本发明的第二方面的图4-7的示例性实施例中，紧固装置17本身被设计成弹性可变形。在此，紧固装置17能够形成u形、v形、c形或者螺旋形的轮廓。通过拧紧螺母23，相应紧固装置17被预加载。

由图8和图9示出了根据本发明的第三方面的涡轮增压器。根据第三方面，弹性可变形的元件39被定位在紧固装置17的第二区段21和轴承壳体9的凸缘26之间，其一方面将其自身支撑在被设计为夹持钳爪的紧固装置17的第二区段21上且另一方面支撑在轴承壳体9的凸缘26上。

该弹性可变形的元件39优选地包括在横截面上是c形的环元件40，卷簧（coilspring）41被接收或定位在其内。通过拧紧图8中所示的紧固装置20的螺母23，元件39弹性变形并因此由元件39提供预加载力。在本发明的这种构造的情况下，在操作期间也能够补偿轴承壳体9和入流壳体11的不同变形和连接的预加载损失，以便降低泄漏风险并且甚至在高温循环期间也能够确保在入流壳体11和轴承壳体9之间的安全连接。

在这里提出的本发明的所有变型中，可能的是，夹持钳爪或紧固装置17在周向方向上是分节段的，即由在周向方向上可见的多个节段构成。

附图标记列表

1涡轮增压器

2涡轮机

3压缩机

4涡轮机壳体

5涡轮机转子

6压缩机壳体

7压缩机转子

8轴

9轴承壳体

10消音器

11入流壳体

12出流壳体

13插入件

14移动叶片

15喷嘴环

16密封盖

17紧固装置

18凸缘

19区段

20紧固装置

21螺钉

22螺母

23区段

24凸缘

25凸缘

26凸缘

27弹性可变形的元件

28凹部

29腿部

30腿部

31连接区段

32端部

33端部

34连接区段

35端部

36端部

37力流

38凹部

39弹性可变形的元件

40环元件

41卷簧