B e s c h r e i b u n g

Die Erfindung betrifft ein auf eine Brennkraftmaschine aufsetzbares Trägergehäuse für Abgasturbolader nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, wie es beispielsweise aus der DE 34 39 738 C2 als bekannt hervorgeht.

Bei einer aufgeladenen Brennkraftmaschine nach der DE 34 39 738 C2 ist das Turbinengehäuse des Abgasturboladers in einem von einem Trägergehäuse gebildeten Hohlraum angeordnet. Das Verdichtergehäuse des Abgasturboladers befindet sich außerhalb des Hohlraums. Zur Befestit ng wird der Abgasturbolader mit seinem Lagergehäuse in einer zylinderischen Aussparung der Seitenwand des Trägergehäuses aufgenommen 'ind durch Schrauben am Trägergehäuse befestigt. Diese Aussp g zur Aufnahme des Lagergehäuses wird von zwei ha^b reisfc .gen Ausnehmungen an den Rändern eines Ober- und ei > Unterteils gebildet, aus denen das Trägergehäuse zusammengesetzt ist. Bei abgenommenem Oberteil kann der Abgasturbolader zur Montage in die Aussparung am Unterteil eingelegt werden und nach Aufsetzen des Oberteils fertigmontiert werden.

Das Lagergehäuse des Abgasturboladers nach der DE 35 32 695 Cl ist zugleich als Motorstütze ausgebildet, die zwischen einer elastischen Auflagerung und der Brennkraftmaschine angeordnet ist. In dieser Doppelfunktion als Lagergehäuse und Motorstütze werden Bauteile eingespart, was er sprechende Vorteile it. Allerdings ist es nicht immer möglich oder wünschenswert, einen Abgasturbolader in einem Bereich der Brennkraftmaschine anzuordnen, in dem das Lagergehäuse als Motorstütze dient.

Bei der aufgeladenen Brennkraftmaschine nach der DE 30 05 655 C2 dient ebenfalls ein auf der Brennkraftmaschine aufgesetztes Trägergehäuse, das aus einem Unter- und einem Oberteil zusammengesetzt ist, zur platzsparenden Befestigung von Abgasturboladern. Dabei sind die Turbinengehäuse der Abgasturbolader und die zugehörigen Abgasleitungen innerhalb eines vom Trägergehäuse gebildeten Hohlraumes angeordnet. Die Verdichtergehäuse mit den zugehörigen Ladeluftleitungen befinden sich außerhalb des Hohlraumes. Die Abgasturbolader, die mit ihren Achsen horizontal angeordnet sind, sind im Bereich der Lagergehäuse in halbzylindrischen Aussparungen der Randbereiche von Ober- und Unterteil gelagert. Ober- und Unterteil liegen in einer horizontalen Teilungsfuge aneinander an. Bei abgenommenem Oberteil kann ein Abgasturbolader zur Montage in die Aussparung am Unterteil eingelegt werden und nach Aufsetzen des Oberteils mit Schrauben an Ober- und Unterteil befestigt werden. Beim Beispiel einer aus zwei Gruppen für zweistufige Aufladung bestehenden Laderanordnung umschließt das Trägergehäuse vier Turbinengehäuse, die in Bezug auf eine Hochachse des Trägergehäuses zentrisch symmetrisch in einem ebenfalls zentrisch symmetrisch ausgebildeten Trägergehäuse angeordnet sind. Als Nachteil an der dargestellten Ausbildung des Trägergehäuses wird gesehen, daß es aus unterschiedlich ausgebildeten Bauteilen besteht, die in der Herstellung teuer sind, weil zur Fertigung entsprechend unterschiedliche Werkzeuge bereitzustellen sind. Bei einer Gußkonstruktion, die üblich ist, werden unterschiedliche Formwerkzeuge benötigt, die teuer sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Trägergehäuse bei platzsparender Ausbildung in Herstellung und Montage zu vereinfachen und zu verbilligen.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung bei einem Trägergehäuse der eingangs beschriebenen Art vor, die lagergehäuse der Abgasturbolader gemäß Anspruch 1 in den Wänden des Trägergehäuses zu integrieren. Das Trägergehäuse ist also

derart ausgebildet, daß daran die Abgasturbolader nicht nur befestigt und die Abgasturbinengehäuse in einem Hohlraum angeordnet werden können, sondern daß es auch das Lagergehäuse enthält, in dem die Wellen der Abgasturbolader gelagert sind. Es enthält auch die zur Schmierung der Lager notwendigen Kanäle und dient als Schutzgehäuse für die Lagerbauteile. Die Lagergehäuse sind somit keine separaten Bauteile mehr, so daß die Anzahl der benötigten Bauteile reduziert wird, wodurch natürlich Herstellung und Montage vereinfacht wird. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Trägergehäuse als Gußkonstruktion mit eingeformten Lagergehäusen ausgebildet ist. Damit das Trägergehäuse von der Innenseite her zugänglich ist, ist es aus wenigstens zwei Teilen zusammengesetzt. Hier ist es zweckmäßig, in den Bereichen, in denen ein Abgasturbolader zu befestigen ist, nach Anspruch 2 keine Teilungsfuge zu legen, damit das Lagergehäuse keines Abgasturboladers geteilt wird, was für die Montage günstig ist. Vorteilhaft ist es hierbei, wenn das Trägergehäuse nach Anspruch 3 in einer Ebene parallel zu einer Hochachse geteilt ist. Die Abgasturbolader können dann an den _G ehäuseteilen vollständig montiert werden, bevor die Gehäuseteile zum Trägergehäuse zusammengesetzt werden. Bei symmetrischem Trägergehäuse nach Anspruch 4 wird die Anzahl der Bauteile weiter eingeschränkt, und damit die Herstellung weiter verbilligt, weil mit demselben Werkzeug jeweils beide - symmetrischen - Gehäuseteile für ein Trägergehäuse hergestellt werden können. Die Gehäuseteile liegen in einer Teilungsfuge aneinander an, die in einer in der zentralen Hochachse des Trägergehäuses verlaufenden Ebene liegt. Bei Verwendung derart symmetrischer Gehäuseteile werden die Werkzeugkosten reduziert, weil weniger unterschiedliche Werkzeuge benötigt werden. Zugleich wird mit gleichen Bauteilen für beide Gehäuseteile die Montage und Lagerhaltung vereinfacht. Besonders platzsparend läßt sich das Trägergehäuse ausbilden, wenn die Gehäuseteile nach Anspruch 5 aus zwei in Bezug auf die Hochachse zentrisch symmetrisch ausgebildeten _G ehäuseteilen besteht, an denen die Abgasturbolader ebenfalls

zentrisch symmetrisch angeordnet sind . Platzsparend bei einfacher Montage lassen sich zwei Gruppen von zweistufigen Abgasturboladern anordnen, wenn nach Anspruch 6 jeweils jedem Gehäuseteil des Trägergehäuses ein Hoch- und ein Niederdruckabgasturbolader zugeordnet ist, deren Längsachsen in Richtung der Hochachse gesehen in einem spitzen Winkel zueinander liegen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 einen _Q uerschnitt durch ein Trägergehäuse mit montiertem Abgasturbolader mit im Trägergehäuse integriertem Lagergehäuse;

Fig. 2 eine Draufsicht auf zwei Gruppen von in einem Trägergehäuse angeordneten Abgasturboladern für zweistufige Aufladung bei in Höhe der Durchgänge für die Laderaufnahme geschnittenem Trägergehäuse entlang der in Fig. 3 eingezeichneten Schnittlinien II-II;

Fig. 3 eine Ansicht einer Hälfte des Trägergehäuses ohne Abgasturbolader in Richtung der in Fig. 2 eingezeichneten, in der Teilungsebene verlaufenden Schnittlinie III-III gesehen.

Das in der Figur im Querschnitt dargestellte Trägergehäuse 1 ⁰ ist als Gußkonstruktion ausgebildet. Das Trägergehäuse 1 ⁰ besteht im wesentlichen aus zwei Gehäuseteilen 11, 11', die an Flanschen 113 durch Schrauben miteinander verbunden sind. Das Trägergehäuse 1 ₀ , das auf einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine aufgesetzt wird, bildet einen Hohlraum, in

dem das Gehäuse einer Turbine 107 eines Abgasturboladers 102 angeordnet ist. Der Verdichter 106 des Abgasturboladers 102 liegt außerhalb des vom Trägergehäuse 10 gebildeten Hohlraums. Das Trägergehäuse 10 ist mit einer doppelten Wand ausgebildet, in der Kühlwasser zirkuliert. Zum Durchtritt von Abgasleitungen, die mit dem Einlaß bzw. dem Auslaß der Turbine

107 verbunden sind, ist das Trägergehäuse mit entsprechenden Durchgängen versehen. Das Lagergehäuse 108 des Abgasturboladers

102 ist in eine Wand des Trägergehäuses 10 eingeformt. Z r Aufnahme eines Lagerstützrings 103 ist in das Trägergehause 10 eine zylindrische Aufnahmeöffnung eingeformt. Im Lagerstützring

103 sind die Gleitlagerbuchsen 104 der Welle 105 angeordnet, die mit den Laufrädern von Verdichter und Turbine verbunden ist. Zur Aufnahme von Axialkräften dient ein Axiallager 112. Verdichter 106 und Turbine 107 sind am Trägergehäuse 10 mit Schrauben befestigt. Das Trägergehäuse 10 enthält im weiteren einen Zulaufkanal 109 und einen Ablaufkanal 110 für das Schmieröl, das zur Schmierung der Lager dient. Der Ablauf anal 110 ist mit einem Rohr 111 verbunden, das das Schmieröl in einen Sammelbehälter der Brennkraftmaschine zurückleitet. Durch geeignete Ausbildung der Kühlhohlräume im Trägergehäuse 10 werden die Lager des Abgasturboladers 102 gekühlt.

Das Trägergehäuse 10 kann natürlich zur Befestigung mehrerer Abgasturbolader (1, 2, 1', 2') wie nach Fig. 2 dienen. Die Ausbildung des Trägergehäuses 10 mit integrierten Lagergehäusen

108 erlaubt eine einfache Montage. Es ergeben sich Kostenersparnisse bei der Herstellung und der Lagerhaltung aufgrund einer reduzierten Anzahl von Bauteilen. Besonders vorteilhaft ist die Ausbildung des Trägergehäuses aus symmetrischen Gehäuseteilen mit mehreren symmetrisch angeordneten Abgasturboladern, wie nachfolgend anhand der Figuren 2 und 3 beschrieben.

Die in Fig. 2 in der Draufsicht gezeigte Turboladeranordnung besteht aus zwei Gruppen von Abgasturbo1ädern 1, 2 und 1 ' , 2 ' , für zweistufige Aufladung, die bezüglich einer zentralen Hochachse zentrisch symmetrisch zueinander angeordnet sind. Di Hochdruckturbinen 4, 4' und Niederdruckturbinen 6, 6 ' der Abgasturbolader sind innerhalb des Trägergehäuses 10 angeordnet, das aus zwei Gehäuseteilen 11, 11' gebildet wird, die in einer Teilungsfuge 9 aneinander anliegen. Die Teilungsfuge verläuft in einer Ebene, die in der zentralen Hochachse des Trägergehäuses 10 liegt. Die Gehäuseteile 11, 11' sind bezüglich der zentralen Hochachse des Trägergehäuses 10 zentrisch symmetrisch ausgebildet. Die Abgasturbolader 1, 2, 1', 2' sind im Bereich ihrer Lagergehäuse 16, 17, 16', 17' in Durchgänge des Trägergehäuses 10 eingesetzt, und an Absätzen damit verschraubt. Das Trägergehäuse ist in verschiedenen Schnittebenen dargestellt, damit die Durchgänge, die in verschiedenen Höhen liegen, ersichtlich sind. Die Motorabgase gelangen über Durchführungen im Boden des Trägergehäuses 10 zu den Hochdruckturbinen 4 bzw. 4'. Über die Auslaßstutzen 7, 7' gelangen die Abgase danach in die Spiralgehäuse der Niederdruckturbinen 6, 6'. Die Ladeluft wird über die Ansaugstutzen 18, 18' in die Niederdruckverdichter 5, 5' angesaugt und anschließend über die Ladeluftleitungen 13, 13' und Ladeluftkühler 14, 14' den Eintrittsstutzen der Hochdruckverdichter 3, 3' zugeführt. Die verdichtete Ladeluft gelangt über Leitungen 12, 12' und weitere, jedoch nicht dargestellte Ladeluftkühler zu den Brennräumen der Brennkraftmaschine.

Fig. 3 zeigt eine Ansicht des Gehäuseteils 11' des Trägergehäuses 10 in Richtung der Schnittlinie III-III der Fig. 2 gesehen. Die Schnittlinie III-III liegt in der Teilungsfuge 9. Die Abgasturbolader sind nicht dargestellt. In der Seitenwand sind die Durchgänge zur Aufnahme der Lagergehäuse der Abgasturbolader dargestellt. Die Durchgänge sind jedoch

nicht mit im Tr^gergehäuse integrierten Lagergehäusen dargestellt. Im Boden befindet sich, in einer versetzten Schnittebene dargestellt ein Durchgang, in dem ein Rohr 8' eingesetzt ist. Das Rohr 8' wird mit dem Einlaßstutzen der Hochdruckturbine 4' verbunden. An der Oberseite des Trägergehäuses ist ein Durchgang für eine Abgasleitung zur Abfuhr des die Abgasturbinen verlassenden Abgasstromes vorgesehen. Je nach Betriebszustand der Brennkraftmaschine kann über die Klappe 15' der Zutritt von Abgas abgesperrt werden. Die Gehäuseteile 11' und 11 des Trägergehäuses sind über Schrauben an einem umlaufenden Flansch miteinander verschraubt. Das Trägergehäuse 10 weist Hohlräume auf, in denen das Kühlwasser der Brennkraftmaschine zirkuliert. Diese Hohlräume sind in Fig. 2 jedoch nicht dargestellt. Als Vorteil der vertikalen Teilung des Trägergehäuses wird gesehen, daß das Trägergehäuse aus zwei symmetrische Gehäuseteilen zusammengesetzt werden kann. Die Symmetrie der Bauteile hat den Vorteil reduzierter Herstellungskosten und vereinfachter Montage.

Eine weitere Bauteilereduktion findet statt, wenn, wie im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben, die Lagergehäuse 16, 17, 16', 17' der Abgasturbolader im Trägergehäuse 10 integriert sind.

Damit die Lagergehäuse im Trägergehäuse nicht geteilt sind, ist das Trägergehäuse vorzugsweise so in zwei Gehäusehälften zu teilen, daß die Teilungsfuge außerhalb der Bereiche verläuft, in denen die Lagergehäuse angeordnet sind.