排气涡轮增压器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种排气涡轮增压器(1)，该排气涡轮增压器包括一个轴承壳体(2)、安装在该轴承壳体(2)中的一个轴(3)、安排在该轴(3)上的一个压缩机叶轮(5)以及安排在该轴(3)上的一个涡轮机叶轮(4)、包围该压缩机叶轮(5)或该涡轮机叶轮(4)的一个壳体部件(7)、以及在该轴承壳体(2)与该壳体部件(7)之间的一个密封圈(14)，其中，该密封圈(14)是在垂直于该轴(3)的方向上被压缩的以便产生其密封作用。
【专利说明】排气涡轮增压器
[0001]本发明涉及权利要求1的前序部分的一种排气涡轮增压器，并且涉及一种用于组装排气涡轮增压器的方法。
[0002]图4示出了根据现有技术的一个排气涡轮增压器100。在左侧展示了穿过整个排气涡轮增压器100的一个截面。右侧图示示出了一个细节。已知的排气涡轮增压器100的壳体包括一个轴承壳体102，一个轴103被安装在该轴承壳体中。该轴承壳体102的一侧是通过一个压缩机壳体108来关闭的。一个涡轮机壳体107被置于该轴承壳体102的另一个侧上。该细节图示示出了轴承壳体102与涡轮机壳体107之间的连接。涡轮机壳体107通常借助于一个旋拧连接126而牢固连接至该轴承壳体102上。一个密封圈114位于这两个壳体部件之间。该密封圈具有V形形式。该V形形式在垂直于轴103的方向上开放。已知的涡轮增压器100中，使用了一个轴向密封形状的密封圈(例如，密封圈114)或替代地用一个半珠缘密封件来密封该涡轮机壳体107与该轴承壳体103之间的连接点。由于这两个变体是轴向地构成的，所以还需要该旋拧连接126的旋拧力来压缩该密封件。这些密封件的作用是基于其线性压力的，该线性压力高度依赖于这些旋拧连接126的数目、大小和拧紧力矩。由于包装要求并且为在组装过程中给螺丝刀提供工具通道，在可组装性与密封作用之间通常达到一种折中。
[0003]因此，本发明的一个目的是指明如权利要求1的前序部分的一种排气涡轮增压器，该排气涡轮增压器的壳体部件相对于彼此以一种尽可能有效的方式被密封，其中该排气涡轮增压器的生产和组装应是便宜的。还有一个目的是指明一种用于组装该排气涡轮增压器的对应方法。
[0004]这一目标在各自情况下是通过这些独立权利要求的特征来实现的。从属权利要求涉及本发明的优选改进方案。
[0005]根据本发明，该密封圈不再被轴向地压缩。事实上根据本发明提供的是，为了产生密封作用该密封圈是在垂直于该轴的方向上、即在径向方向上被压缩的。根据本发明，所述安排被用于该轴承壳体与壳体部件之间的一个密封圈。该壳体部件可以是该涡轮机壳体或该压缩机壳体。至关重要的是，该密封圈被形成且安排成使得在该密封圈处产生该密封作用的这种对应变形在建立该轴向旋拧连接之前就已经产生。
[0006]由于根据本发明的这种径向安排或该密封圈的径向压缩，就不再对用于将该轴承壳体连接至该壳体部件上的旋拧连接的旋拧力产生影响。这些旋拧力因此可以完全被用来将该轴承壳体支撑在该壳体部件上。由于该密封圈就产生其密封作用而言不再需要在现有技术中所要求的旋拧力来在该密封圈上产生一个足够高的线性压力，所以就可能将一些螺钉省略和/或安排成使得这些螺钉是不均匀地分布的以便确保在组装过程中获得更容易的可触及性。以此方式还减少了组装时间。由于根据本发明的密封圈是在该轴承壳体与该壳体部件被装配在一起之前被推上、而在内侧或在外侧处定心的，因此还自动确保了捕获式安装，这样使得组装和加工能力被优化。
[0007]使用根据本发明的密封圈的结果是，在密封作用与可组装性之间不再存在折中，并且可以针对任何要求来用最优的方式独立地设计。
[0008]适宜的是使得该密封圈安排在该轴承壳体与该涡轮机壳体之间并且因此防止了排气的逸出。然而，还提供的是使得该密封圈被用在该轴承壳体与压缩机壳体之间。
[0009]在根据本发明的方法中，重要的是该密封圈是通过将轴承壳体与壳体部件推到一起而在径向方向上产生变形的。只有在这之后才建立该壳体的旋拧连接。
[0010]本发明的进一步的细节、优点和特征将通过参照附图从以下对多个示例性实施例的说明中变得清楚，在附图中:
[0011]图1示出了根据本发明的第一示例性实施例的排气涡轮增压器的截面视图，
[0012]图2示出了根据本发明的第一示例性实施例的排气涡轮增压器的详细视图，
[0013]图3示出了根据本发明的第二示例性实施例的排气涡轮增压器的详细视图，并且
[0014]图4示出了根据现有技术的一个排气涡轮增压器。
[0015]以下将基于图1和图2详细说明排气涡轮增压器I的一个第一示例性实施例。图3示出了根据第二实施例的涡轮增压器I的一个详图。
[0016]如图1所示，排气涡轮增压器I的壳体是由三个主要部件组装而成。一个轴承壳体2位于中间。一根轴3被可旋转地安装在所述轴承壳体2中。涡轮机壳体7和压缩机壳体8是凸缘安装在该轴承壳体2上的。一个涡轮机叶轮4座在该轴3的一侧上。一个压缩机叶轮5座于另一侧上。在涡轮机壳体7中形成了针对排气的进气管道9。在压缩机壳体8中形成了针对压缩空气的排放管道10。
[0017]经由进气管道9流入的排气驱动涡轮机叶轮4。经由该轴3连接的压缩机叶轮5也随着该涡轮机叶轮4旋转。该压缩机叶轮5吸入空气并且经由该排放管道10排放压缩空气。
[0018]涡轮机壳体7和压缩机壳体8 一般也被称为“壳体部件”。下文中，具体参考了在该壳体部件与该轴承壳体2之间的密封件。在此，这些示例性实施例示出了涡轮机壳体7与轴承壳体2之间的密封件，因为正是具体在这个位置处该密封件才是有利地使用的。
[0019]图1中的参考标记11表示图2和3中所示的细节。
[0020]图2示出了轴承壳体2与涡轮机壳体7之间的凸缘。为了精确地组装，提供了一个定心销12，该定心销延伸进入轴承壳体2和涡轮机壳体7 二者之中。涡轮机壳体7与轴承壳体2之间的旋拧连接(未示出)是平行于所述定心销12延伸的。
[0021]在该轴承壳体2中并且在该涡轮机壳体7中在各自情况下形成了一个沟槽。所述两个沟槽被安排成使得在组装状态下它们形成了一个空腔13。所述空腔13是围绕轴3的整个圆周形成的。在空腔13中有一个密封圈14，该密封圈被形成为V形形状的密封圈。
[0022]为了简化图示，图2示出的不是整个轴3而仅该轴3的纵向轴线15。密封圈14的这种V形是在平行于轴3的方向上或平行于轴3的纵向轴线15的方向上开放的。
[0023]密封件14被挤压或压缩在第一环形表面16与第二环形表面19之间。这两个环形表面16、19是平行于轴3的。第一环形表面16是在轴承壳体2上形成的。第二环形表面19是在涡轮机壳体7上形成的。密封圈14在这两个环形表面16、19之间变形并且因此例如不依赖于通过在轴3的纵向方向上的旋拧连接所产生的支撑作用来产生其密封作用。因此，这还可以被称为该密封圈14的一种径向安排。
[0024]用于接收轴承壳体2中的密封圈14的这种沟槽是由该第一环形表面16形成。第一环形表面16在一侧上是由第一壁17来界定的，该第一壁被形成为一个小的肩台。在另一侧上，该第一环形表面16是由一个第二壁18来界定的。这种构型的结果是，该密封圈14可以在该轴承壳体2与涡轮机壳体7结合在一起之前被推动到或预安装在该轴承壳体2上。第一壁17防止密封圈14滑落。
[0025]在该第二环形表面19上形成了一个倒角20。所述倒角20防止在该轴承壳体2与涡轮机壳体7被推到一起时损坏该密封圈14。
[0026]图2中指明了空腔高度21。空腔高度21是垂直于轴3的。还示出了空腔宽度22和密封圈宽度23。空腔宽度22和密封圈宽度23是平行于轴3的。空腔宽度22大于密封圈宽度23。因此不存在由于轴3的轴线方向上的压缩所导致的密封圈14变形。在未安装的状态下，即，在该轴承壳体2与涡轮机壳体7被推到一起之前，密封圈14的高度大于所展示的空腔高度21。密封圈14被压缩至该空腔高度21并且因此施加其密封作用仅是该轴承壳体2与涡轮机壳体7被推到一起的结果。
[0027]图3详细示出了该第二示例性实施例。在所有的示例性实施例中,相同的或功能相同的部件是用相同的参考符号来标注的。与第一示例性实施例相比，该轴承壳体2中的沟槽具有与该第一环形表面16相反定位的一个壁24。这个相反的壁24的宽度25 (平行于轴3测量的)显著地小于总体空腔宽度22。根据第二示例性实施例的所述设计增大了空腔13的大小并且因此允许插入一个相对大的密封圈14。
[0028]在根据本发明的用于组装根据第一或第二示例性实施例的排气涡轮增压器I的方法中，至关重要的是随着该轴承壳体2与涡轮机壳体7被压到一起而使得该密封圈14被压缩。在此，施加在密封圈14上的力是在垂直于轴3的方向上的。仅在该密封圈14已经完全变形之后，才建立传统的旋拧连接，如在图4中的参考标记126所展示的。然而，根据本发明，所述旋拧连接不对该密封圈14产生任何影响并且也不改变该密封圈14的密封作用。
[0029]除了本发明的以上书面说明外，为了其额外的披露特此明确地参考了在图1和图3中对本发明的图解展示。
[0030]参考符号清单
[0031]I排气涡轮增压器
[0032]2轴承壳体
[0033]3 轴
[0034]4涡轮机叶轮
[0035]5压缩机叶轮
[0036]7涡轮机壳体
[0037]8压缩机壳体
[0038]9进气管道
[0039]10排出管道
[0040]11 细节
[0041]12定心销
[0042]13 空腔
[0043]14密封圈
[0044]15轴的轴线
[0045]16第一环形表面
[0046]17第一壁
[0047]18第二壁
[0048]19第二环形表面
[0049]20倒角
[0050]21空腔高度
[0051]22空腔宽度
[0052]23密封圈宽度
[0053]24相反壁
[0054]25相反壁的壁宽度
【权利要求】
1.一种排气涡轮增压器(1)，包括 -一个轴承壳体(2)， -一个轴(3)，该轴安装在该轴承壳体(2)中， -安排在该轴(3)上的一个压缩机叶轮(5)以及安排在该轴(3)上的一个涡轮机叶轮⑷， -一个壳体部件(7)，该壳体部件包围该压缩机叶轮(5)或该涡轮机叶轮(4)，以及 -在该轴承壳体(2)与该壳体部件(7)之间的一个密封圈(14)， 其中，该密封圈(14)是为了产生其密封作用而在垂直于该轴(3)的方向上被压缩的。
2.如权利要求1所述的排气涡轮增压器，其中，该密封圈(14)是围绕该轴(3)的整个圆周来安排的。
3.如前述权利要求之一中所述的排气涡轮增压器，其中，该密封圈(14)具有V形或U形的截面，其中该V形或U形是在平行于该轴(3)的方向上开放的。
4.如前述权利要求之一中所述的排气涡轮增压器，其特征为，一个空腔(13)，该空腔是由该轴承壳体(2)和该壳体部件(7)形成、用于接收该密封圈(14)、具有垂直于该轴(3)的一个空腔高度(21)并且具有平行于该轴(3)的一个空腔宽度(22)，其中，该密封圈(14)具有垂直于该轴(3)的一个密封圈高度以及平行于该轴(3)的一个密封圈宽度(23)，并且其中，在该排气涡轮增压器(I)的组装状态下，该空腔宽度(22)大于该密封圈宽度(23)。
5.如权利要求4所述的排气涡轮增压器，其中，该空腔高度(21)小于该未安装的密封圈(14)的密封圈高度。
6.如前述权利要求之一中所述的排气涡轮增压器，其中，该密封圈(14)被压缩在该轴承壳体(2)的第一环形表面(16)与该壳体部件(7)的第二环形表面(19)之间，其中该第一和第二环形表面(16，19)是平行于该轴(3)安排的。
7.如权利要求6所述的排气涡轮增压器，其中，该第一环形表面(16)或该第二环形表面(19)是在两侧各自由一个伸出的壁(17，18)来界定的，并且该密封圈(14)能够被预安装在这两个伸出的壁(17，18)之间。
8.如前述权利要求之一中所述的排气涡轮增压器，其特征为，在该轴承壳体(2)与该壳体部件(7)之间的多个连接元件，优选螺钉。
9.如以上权利要求之一所述的排气涡轮增压器，其中，该壳体部件(7)是处于具有一体的进气管道(9)的涡轮机壳体的形式。
10.一种用于组装排气涡轮增压器(I)的方法，该方法包括以下步骤: -提供一个轴承壳体(2)，其中，该轴承壳体(2)被设计成用于安装一个轴(3)，该轴将一个涡轮机叶轮(4)连接至一个压缩机叶轮(5)上， -提供一个壳体部件(7)，该壳体部件包围该压缩机叶轮(5)或该涡轮机叶轮(4)， -将一个密封圈(14)插入该轴承壳体(2)或该壳体部件(7)中的一个沟槽中，该沟槽是在垂直于该轴(3)的方向上开放的， -将该轴承壳体(2)和该壳体部件(7)在平行于该轴(3)的方向上推到一起并且同时压缩该密封圈(14)，并且 -在该密封圈(14)已被完全压缩之后将该轴承壳体(2)与该壳体部件(7)旋拧到一起。
【文档编号】F02B39/16GK104302891SQ201380025765
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2013年5月16日 优先权日:2012年5月29日
【发明者】S·马克, J·霍恩巴赫, S·利布尔 申请人:博格华纳公司