SCHÖBÄCHLER, Fabian (Schuberstrasse 15, Zürich, CH-8037, CH)
DI PETRO, Marco (Gilamstrasse 11 a, Oftringen, CH-4665, CH)
SCHLEER, Matthias (Bodenacker 10, Zürich, CH-8046, CH)
SCHÖBÄCHLER, Fabian (Schuberstrasse 15, Zürich, CH-8037, CH)
DI PETRO, Marco (Gilamstrasse 11 a, Oftringen, CH-4665, CH)
Patentansprüche
1. Verdichter, umfassend ein Verdichtergehäuse (1 ) sowie einen Schalldämpfer (2), wobei das Verdichtergehäuse (1 ) ein äusseres Verdichtergehäuse (11 ) und ein inneres Verdichtergehäuse (12) umfasst, wobei der Schalldämpfer (2) und das innere Verdichtergehäuse (12) mittels Befestigungsmitteln (31 , 32) an dem äusseren Verdichtergehäuse befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, dass das innere Verdichtergehäuse (12) mit ersten Befestigungsmitteln (31 ) am äusseren Verdichtergehäuse befestigt ist und dass der Schalldämpfer (2) mit zweiten, separaten Befestigungsmitteln (32) am äusseren Verdichtergehäuse (11 ) befestigt ist.
2. Verdichter nach Anspruch 1 , wobei die Befestigungsmittel (31 , 32) zumindest teilweise Dehnschrauben umfassen.
3. Verdichter nach Anspruch 1 , wobei die Befestigungsmittel (31 , 32) zumindest teilweise mit Spannhülsen (33) unterlegt sind, so dass sich der Befestigungsweg verlängert.
4. Verdichter nach Anspruch 1 , wobei die Anzahl der zweiten Befestigungsmittel (32) die Anzahl der ersten Befestigungsmittel (31 ) übersteigt.
5. Verdichter nach Anspruch 1 , wobei in das äussere Verdichtergehäuse (11 ) Bohrungen zur Aufnahme der Befestigungsmittel (31 , 32) eingelassen sind, und wobei die Anzahl der Bohrungen für die zweiten Befestigungsmittel (32) die Anzahl der zweiten Befestigungsmittel übersteigt.
6. Verdichter nach Anspruch 6, wobei doppelt so viele Bohrungen für die zweiten Befestigungsmittel vorgesehen sind wie zweite Befestigungsmittel angeordnet sind.
7. Abgasturbolader, umfassend einen Verdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 6. |
Befestigung Filterschalldämpfer
B E S C H R E I B U N G
Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Abgasturbolader für aufgeladene Brennkraftmaschinen.
Stand der Technik
Abgasturbolader werden zur Leistungssteigerung von Brennkraftmaschinen, insbesondere Hubkolbenmotoren, eingesetzt. Dabei besitzt ein Abgasturbolader üblicherweise einen Radialverdichter und eine Radial- oder Axialturbine.
Solche Abgasturbolader weisen in den meisten Fällen beim Verdichtereintritt einen Filterschalldämpfer auf. Diese Schalldämpfer mit aufgesetztem Filter werden vorzugsweise mittels eines Befestigungsflansches starr mit dem Verdichtergehäuse verbunden. Der Abgasturbolader wird entweder direkt oder mittels eines speziellen Fusses auf der Motorkonsole befestigt. In den meisten Fällen ist die axiale Distanz zwischen Fuss und Schalldämpfer sehr gross. Durch Motorvibrationen kann der Schalldämpfer zu unzulässig grossen Schwingungen angeregt werden. Dies insbesondere dann, wenn die Eigenfrequenz des Schalldämpfers nur unwesentlich über jenen der Turboladerbefestigungen liegt.
Aus Montagegründen ist das Verdichtergehäuse bei vielen Abgasturboladern in ein inneres und ein äusseres Gehäuseteil unterteilt. Das äussere Verdichtergehäuse ist starr mit dem Lagergehäuse oder dem Turbinengehäuse verbunden während das innere Verdichtergehäuse zur Montage oder Demontage des Verdichterrades von den übrigen Gehäuseteilen gelöst werden kann. Die Verbindung zwischen dem inneren und dem äusseren Verdichtergehäuse ist in der Regel mittels einer Schraubverbindung im radial äusseren Bereich realisiert. Dabei wird ein Flansch des inneren Verdichtergehäuses mit mehreren, entlang dem Umfang verteilt angeordneten Schrauben zusammen mit dem Befestigungsflansch des Schalldämpfers auf einen
Flansch des äusseren Verdichtergehäuses festgeschraubt. Im Betrieb kann sich die Verbindung der drei Flansche erwärmen und durch die Schwingungen ist sie starken Belastungen ausgesetzt.
Kurze Darstellung der Erfindung
Aufgabe der Erfindung liegt darin, eine optimierte Verdichterstufe für Abgasturboladeranwendungen zu schaffen. Insbesondere soll dabei die Verbindung zwischen Schalldämpfer, innerem und äusserem Verdichtergehäuse verbessert werden.
Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass die Verbindungen zwischen Filterschalldämpfer und äusserem Verdichtergehäuse sowie zwischen dem inneren und dem äusseren Verdichtergehäuse getrennt realisiert werden. Die beiden separaten Verbindungen sind auf demselben Flansch des äusseren Verdichtergehäuses angeordnet, aber voneinander getrennt.
Dadurch kann insbesondere bei Schalldämpfern aus Aluminium verhindert werden, dass durch Kriechen des erwärmten und unter mechanischen Schwingungen beanspruchten Befestigungsflansches sich die Vorspannung im Bereich der Verschraubung verringert. Allgemein verringert sich die Belastung im Bereich der Verschraubung des Schalldämpfers.
Bei demontiertem Schalldämpfer wird die Verschraubung zwischen innerem und äusserem Verdichtergehäuse innen und Verdichtergehäuse freigelegt und somit direkt zugänglich gemacht.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im folgenden ist anhand der Figuren die erfindungsgemässe Vorrichtung schematisch dargestellt und näher erläutert.
In allen Figuren sind gleichwirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen. Hierbei zeigt:
Fig. 1 zeigt die Befestigung des Filterschalldämpfers gemäss dem Stand der Technik, und
Fig. 2 zeigt die erfindungsgemässe separate Befestigung von Filterschalldämpfer und Verdichtergehäuse.
Weg zur Ausführung der Erfindung
Fig. 1 zeigt einen Teil eines Verdichters eines Abgasturboladers mit einer herkömmlichen Befestigung des Filterschalldämpfers 2 am Verdichtergehäuse 1. Dabei ist ein Flansch 21 des Filterschalldämpfers zusammen mit einem Flansch eines inneren Verdichtergehäuses 12 an dem äusseren Verdichtergehäuse 11 angeschraubt. Zur besseren Zugänglichkeit ist ein Spalt zwischen dem Schalldämpfergehäuse und dem Schalldämpferflansch vorhanden. Bei der Montage werden zuerst die Befestigungsmittel 31 in Bohrungen im äusseren Verdichtergehäuse eingesetzt und festgeschraubt. Anschliessend wird erst das innere Verdichtergehäuse 12 mit den entsprechenden Bohrungen und dann der Schalldämpfer mit den entsprechenden Bohrungen auf die Befestigungsmittel aufgeschoben. Zum Schluss werden die Flansche mittels einer Mutter gegeneinander verspannt. Anstelle des dargestellten Gewindestifts mit Mutter können auch Schrauben verwendet werden, welche erst in die Bohrungen des Schalldämpfers und dann durch die Bohrungen des inneren Verdichtergehäuses geschoben werden, bevor alles zusammen am äusseren Verdichtergehäuse festgeschraubt wird.
Bei der erfindungsgemässen Befestigung wird anstelle einer Schraubenverbindung für beide Flansche je eine separate Schraubenverbindung eingesetzt. Beide Schraubenverbindungen sind im radial äusseren Bereich des Verdichtergehäuses angeordnet, insbesondere radial ausserhalb des Verdichterrades.
Die radial innere Verbindung zwischen innerem Verdichtergehäuse 12 und äusserem Verdichtergehäuse 11 wird bei der Montage als erstes realisiert. Dabei kann mit dem Werkzeug, aufgrund des noch nicht aufgesetzten Schalldämpfers, an der Schraubenverbindung direkt in axialer Richtung gearbeitet werden. Als Befestigungsmittel 31 dieser ersten Verbindung können optional eine oder mehrere Passschrauben verwendet werden, um für die Zentrierung der beiden Gehäuseteile zu sorgen.
Die zweite, radial äussere Verbindung zwischen dem Schalldämpfer 2 und dem äusseren Verdichtergehäuse 11 erfolgt erfindungsgemäss mit mehreren, separaten Befestigungsmitteln 32, welche entlang dem Umfang verteilt angeordnet sind.
Bei beiden Verbindungen kann prinzipiell zwischen Gewindestift und Mutter sowie Schraube gewählt werden. Allerdings dürfte sich insbesondere in der radial äusseren Verbindung der Gewindestift besser eignen, da in diesem Fall der Spalt zwischen Schalldämpfergehäusewand und Befestigungsflansch reduziert werden kann, so dass die Mutter gerade noch auf den Stift aufgesetzt und festgeschraubt werden kann.
Optional können für eine oder beide Verbindungen lange Schrauben oder Dehnschrauben verwendet werden. Dies führt zu einer Verbesserung der Vorspannung und zu einer besseren Elastizität der Verbindungen. Optional können, insbesondere in der radial äusseren Verbindung, die Schraubenlängen durch Spannhülsen 33 zusätzlich verlängert werden.
Optional können zwischen dem inneren Verdichtergehäuse 12 und dem äusseren Verdichtergehäuse 11 axiale Sicherungselemente, etwa in Form von Scherbolzen 4, und/ oder Dichtelemente eingesetzt werden.
Die Anzahl der Bohrungen der inneren bzw. der äusseren Verbindung kann gleich sein oder aber unterschiedlich. Insbesondere durch die Vergrösserung der Anzahl der äusseren Bohrungen kann der Schalldämpfer bei der Montage bezüglich des äusseren Verdichtergehäuses, und somit bezüglich des gesamten Verdichters und des gesamten Turboladers, um kleinere Winkeleinheiten gedreht werden. Dies ermöglich eine optimale Ausrichtung des Filterschalldämpfers, etwa um ein vorhandenes Kennzeichen besser zur Geltung zu bringen oder um den Kranpunkt, an welchem der Filterschalldämpfer mit dem Montagekran angehoben wird, optimal zu positionieren.
Die Ausrichtung des Filterschalldämpfers in radialer Richtung kann entweder über eine Rundpassung oder mittels Passstiften, Passfedern, Nuten in den Flanschteilen oder die Verwendung von Passschrauben (alle Schrauben oder nur einzelne) realisiert werden. Dank der radialen Ausrichtung kann eine gleichförmige Zuströmung zum Verdichter erzielet werden (Rotationssymetrie des Einlaufkanals).
Bezugszeichenliste
Verdichtergehäuse
äusseres Verdichtergehäuse
Inneres Verdichtergehäuse
Schalldämpfer
Schalldämpferflansch
Befestigungsmittel, Schrauben
Spannhülse
Scherbolzen
Next Patent: DIFFUSER OF A RADIAL FLOW COMPRESSOR