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Patent Searching and Data


Title:
CONNECTING DEVICE FOR HOUSING-PARTS OF TURBOCHARGERS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2002/012770
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to interconnectable turbocharger components (10, 12), whose connecting zones (11, 11') coaxially overlap in an axial direction (14) and mesh with each other radially in a positive fit. Said components are secured by means of an approximately annular securing device (22). The connecting zones (11, 11') have peripheral grooves (18, 20) lying opposite each other. At least two securing elements (24) in the form of annular segments can be introduced into said grooves as the securing device (22). To provide an axial fixation, said elements engage simultaneously in the two peripheral grooves (18, 20). Displacement means (30), which allow a radial displacement, are assigned to the securing elements (24). The radial height of the first peripheral groove (18) in the first turbocharger component (10) is at least at great as the radial height of the securing elements (24).

Inventors:
BAETTIG JOSEF (CH)
Application Number:
PCT/CH2001/000464
Publication Date:
February 14, 2002
Filing Date:
July 31, 2001
Export Citation:
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Assignee:
ABB TURBO SYSTEMS AG (CH)
BAETTIG JOSEF (CH)
International Classes:
F02B39/00; F01D25/24; F04D29/62; F16B33/02; F16L25/06; (IPC1-7): F16L25/06; F16B33/02
Foreign References:
US4094539A1978-06-13
US3828561A1974-08-13
US4610465A1986-09-09
US3345087A1967-10-03
US4927336A1990-05-22
DE19755531A11999-06-17
DE3642121C21990-04-12
EP0248624A21987-12-09
Attorney, Agent or Firm:
ABB SCHWEIZ AG (Intellectual Property Brown Boveri Strasse 6 Baden, CH)
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE
1. Miteinander verbindbare Turboladerbauteile (10,12), insbesondere Gehäuseteile, deren Verbindungsbereiche (11,11') einander in axialer Richtung (14) koaxial überlappen und radial formschlüssig ineinander greifen, und mit einer etwa ringförmigen Sicherungsvor richtung (22) zur axialen Sicherung, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungs bereiche (11,11') einander gegenüberliegende Umfangsnuten (18,18', 20,20') aufwei sen, in die als Sicherungsvorrichtung (22) mindestens zwei ringsegmentförmige Siche rungselemente (24,24') einsetzbar sind, die zur axialen Fixierung gleichzeitig in die bei den Umfangsnuten (18,18', 20,20') eingreifen, wobei den Sicherungselementen (24, 24') Verschiebemittel (30) zum Verschieben in radialer Richtung (29) zugeordnet sind und die radiale Höhe (h,) der ersten Umfangsnut (18,18') im ersten Bauteil (10) minde stens so gross ist wie die radiale Höhe (hs) der Sicherungselemente (24,24').
2. Miteinander verbindbare Turboladerbauteile (10, 12) nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass die radiale Höhe (h2) der zweiten Umfangsnut (20,20') im zweiten Bauteil (12) geringer ist als die radiale Höhe (hs) des Sicherungselementes (24,24').
3. Miteinander verbindbare Turboladerbauteile (10,12) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass für jedes Sicherungselement (24,24') eines der Turbolader bauteile (10,12) eine der jeweiligen Umfangsnut (18,18', 20,20') zugeordnete radiale Öffnung (28) zum hindurchführen des Verschiebemittels (30) aufweist und die Öffnung (28) vorzugsweise abgedichtet ist.
4. Miteinander verbindbare Turboladerbauteile (10,12) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Verschiebemittel (30) für das Sicherungselement (24, 24') ein Verschiebestift (56) und/oder eine Schraube (36,36') vorgesehen ist.
5. Miteinander verbindbare Turboladerbauteile (10,12) nach einem der vorgängigen An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzliche Verschiebemittel (46), vorzugs weise in Form von am Sicherungselement (24,24') ausgebildeten Federenden (54), vorgesehen sind.
6. Miteinander verbindbare Turboladerbauteile (10,12) nach einem der vorgängigen An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherungselemente (24,24') eine be stimmte Länge aufweisen und die Umfangsnuten (18,18', 20,20') in Umfangsrichtung (35) auf die Länge der Sicherungselemente (24,24') begrenzt sind.
7. Miteinander verbindbare Turboladerbauteile (10,12) nach einem der vorgängigen An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in miteinander verbundenem Zustand wenig stens eine Flanke der ersten Umfangsnut (18,18') gegen eine Flanke (66) der zweiten Umfangsnut (20,20') derart axial versetzt angeordnet ist, dass das Sicherungselement (24,24') in seiner fixierenden Stellung das zweite Bauteil (12) gegenüber dem ersten Bauteil (10) in axialer Richtung (14) verspannt.
8. Miteinander verbindbare Turboladerbauteile (10,12) nach Anspruch 7, dadurch ge kennzeichnet, dass die mit der Spannkraft beaufschlagte Flanke (66) der zweiten Um fangsnut (20,20') mit dem Nutboden (34) einen stumpfen Winkel a einschliesst und die entsprechenden Flanken (68) der Sicherungselemente (24,24') vorzugsweise eine ent sprechende Abschrägung (70) aufweisen.
9. Miteinander verbindbare Turboladerbauteile (10,12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsnuten (18, 18', 20,20') Dicht mittel aufweisen.
10. Turbolader mit miteinander verbindbaren Turboladerbauteilen (10,12) gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche.
11. Sicherungsvorrichtung (22) zur axialen Sicherung von Turboladerbauteilen (10,12) ins besondere von Gehäuseteilen, deren Verbindungsbereiche (11,11') einander in axialer Richtung (14) koaxial überlappen und radial formschlüssig ineinander greifen, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherungsvorrichtung (22) mindestens zwei ringsegment förmige Sicherungselemente (24,24') aufweist, die in Umfangsnuten (18,18', 20,20') in den Verbindungsbereichen (11,11') der Turboladerbauteile (10,12) einsetzbar sind und zur axialen Fixierung gleichzeitig in die beiden Umfangsnuten (18, 18', 20,20') eingrei fen, wobei die in Umfangsrichtung (35) liegenden Endbereiche der Sicherungselemente (24,24') als Federenden (54) ausgebildet sind.
Description:
Verbindungsvorrichtung für GehäuseteHe von Turboladern BESCHREIBUNG \ Technisches Gebiet Die Erfindung bezieht sich auf miteinander verbindbare Turboladerbauteile, insbesondere Gehäuseteile, gemäss den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1 und auf eine Sicherungsvorrichtung zur axialen Sicherung der Turboladerbauteile gemäss den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 11.

Stand der Technik Turbolader und insbesondere auch das Gehäuse eines Turboladers sind in der Regel aus vielen einzelnen Bauteilen zusammengesetzt. Die drei Hauptbestandteile des Gehäuses sind beispielsweise Verdichtergehäuse, Turbinengehäuse und Lagergehäuse. Turbinenge- häuse und Verdichtergehäuse umfassen ihrerseits meist noch mehrere Bauteile wie Gas- austrittsgehäuse und Gaseintrittsgehäuse, Einsatzwand, Rückwand hinter dem Turbinenrad bzw. Rückwand hinter dem Verdichterrad. Die Verbindungen der einzelnen Bauteile müssen hohen Anforderungen gerecht werden, da zum einen grosse Kräfte an diesen Verbindungen wirken und zum andern viele dieser Verbindungen auch unter Belastung gasdicht sein mus- sen.

Da sich viele Turboladerbauteile und vor allem auch die Gehäuseteile konzentrisch um die Turboladerachse erstrecken hat es sich als vorteilhaft erwiesen, miteinander zu verbindende Bauteile mit sich radial nach aussen erstreckenden Ringflanschen zu versehen, deren axiale Stirnseiten dann ringförmig aneinander anliegen. Diese Flansche sind jeweils mit gleichmä- ssig über dem Umfang verteilten Aufnahmeöffnungen versehen, die miteinander in Deckung gebracht werden können. Auf diese Weise können die beiden Bauteile schliesslich mit Hilfe von Befestigungsmitteln wie Bolzen oder Schrauben fest miteinander verbunden werden.

DE-C-36 42 121 zeigt derart miteinander verbundene Turboladerbauteile, nämlich zwei Ge- häuseteile des Lagergehäuses sowie Lagergehäuse und Turbinengehäuse einerseits und Lagergehäuse und Verdichtergehäuse andererseits. Diese Ausgestaltung der Verbindungs- bereiche der Turboladerbauteile erlaubt eine sehr einfache Fertigung der Bauteile, birgt aber die Gefahr, dass bei zu grossen radialen Kräften die Bolzen abscheren.

Um dieser Gefahr entgegenzuwirken, hat man, wie dies in EP-A-0 248 624 gezeigt ist, die Bauteile in ihren Verbindungsbereichen derart mit radialen Schultern und gegengleichen Aussparungen versehen, dass die Schulter im ersten Bauteil und die Aussparung im zwei- ten Bauteil einander axial überlappen und radial formschlüssig ineinandergreifen. Schulter und Aussparung bilden so eine formschlüssige, radial gesicherte Verbindung zwischen den Bauteilen, welche die radialen Kräfte aufnehmen kann. Das Einbringen von Aufnahmeöff- nungen in den Bereich von Schulter und Aussparung würde grosse Dichtigkeitsprobleme mit sich bringen. Daher weist das erste Bauteil mit der Aussparung eine radial aussen an die Aussparung angrenzende Materialverdickung in der Art einer Ringwulst auf, welche mit den gleichmässig über den Umfang verteilten Aufnahmeöffnungen für die Befestigungsmittel versehen ist. Um die formschlüssige, radiale Verbindung axial zu sichern wird eine ringför- mige Sicherungsvorrichtung axial an die Ringwulst angelegt, welche radial nach innen über die Ringwulst hinausragt und an der Rückseite der in der Aussparung befindlichen Schulter des ersten Bauteils anliegt. Auch die Sicherungsvorrichtung weist Aufnahmeöffnungen auf, so dass sie mittels Bolzen bzw. Schrauben derart an der Ringwulst befestigt werden kann, dass die Sicherungsvorrichtung die Schulter des ersten Bauteils in der Aussparung des zweiten Bauteils axial festklemmt. Zwar sind die Befestigungsmittel bei dieser Ausgestaltung der Turboladerbauteile vor dem Abscheren geschützt aber neben den Bolzen bzw. Schrau- ben ist eine zusätzliche Sicherungsvorrichtung für die axiale Fixierung nötig. Zudem ist die Herstellung von Schulter und Aussparung aufwendig, da sie sehr genau gearbeitet sein müssen, um die geforderte Dichtigkeit zu erreichen.

Bei beiden Ausführungsformen müssen für die Montage und Demontage eine Vielzahl von Bolzen oder Schrauben fixiert bzw. gelöst werden. Bei Wartungsarbeiten ist ein Offnen des Gehäuses daher zeitaufwendig, zumal die Bolzen bzw. Schrauben aufgrund der Belastun- gen oft verklemmen und/oder aufgrund von Korrosion nur schwer lösbar sind.

Darstellung der Erfindung Aufgabe der Erfindung ist es daher, einfach miteinander verbindbare Turboladerbauteile zu schaffen, die kostengünstig in der Herstellung sind, und die eine einfache Montage und Demontage erlauben, sowie eine Sicherungsvorrichtung zum axialen Sichern der Bauteile, die eine geringe Anfälligkeit für Verklemmen und für Korrosion hat.

Diese Aufgabe wird gelöst durch Turboladerbauteile gemäss den Merkmalen des Patentan- spruches 1, sowie durch eine Sicherungsvorrichtung gemäss Patentanspruch 11.

Die erfindungsgemässen Turboladerbauteile weisen einander in axialer Richtung koaxial überlappende Verbindungsbereiche auf, die radial formschlüssig ineinander greifen und mittels einer etwa ringförmigen Sicherungsvorrichtung axial gesichert sind. Die Sicherungs- vorrichtung umfasst mindestens zwei ringsegmentförmige Sicherungselemente. Die Verbin- dungsbereiche der Bauteile weisen einander gegenüberliegende Umfangsnuten auf, in wel- che die mindestens zwei ringsegmentförmigen Sicherungselemente einsetzbar sind. Zur axialen Fixierung greifen die Sicherungselemente gleichzeitig in die beiden Umfangsnuten ein, wobei den Sicherungselementen Verschiebemittel zum Verschieben in radialer Rich- tung zugeordnet sind und die radiale Höhe der ersten Umfangsnut im ersten Turbolader- bauteil mindestens so gross ist wie die radiale Höhe der Sicherungselemente.

Die Turboladerbauteile mit den einander gegenüberliegenden Umfangsnuten sind einfach in der Herstellung und sind durch die ringsegmentförmigen Sicherungselemente einfach mit- einander zu verbinden und axial gegeneinander zu fixieren. Durch die Verschiebungsmittel können die Sicherungselemente sehr leicht aus ihrer nicht fixierenden Stellung in der ersten Umfangsnut in die fixierende Stellung zwischen der ersten und der zweiten Umfangsnut ge- bracht werden bzw. umgekehrt. Auf diese Weise ist es möglich eine axiale Fixierung herzu- stellen, die jederzeit lösbar und wieder herstellbar ist. Durch die Aufteilung der Sicherungs- vorrichtung in mehrere Sicherungselemente, die über den Umfang der Turboladerbauteile verteilt angeordnet sind, ist es möglich dieses Sicherungssystem für Turboladerbauteile von beliebig grossem Durchmesser einzusetzen. Die Form der Turboladerbauteile muss nicht zwingend zylindrisch sein. Die Bauteile können beispielsweise auch einen ovalen oder sonst achssymmetrischen Querschnitt haben. Bei Turboladerbauteilen mit unterschiedlichem Durchmesser können durch geeignete Anpassung der Wandstärken der Bauteile im Verbin- dungsbereich die Durchmesser im einander überlappenden Bereich so ausgebildet werden, dass sie formschlüssig ineinander greifen. Die Sicherungselemente sind in den Nuten weit- gehend vor Korrosion geschützt und verklemmen auch bei grossen mechanischen Bela- stungen aufgrund ihrer Segmentierung nicht.

Vorteilhafterweise weist die zweite Umfangsnut des zweiten Turboladerbauteils eine gerin- gere radiale Höhe auf als das Sicherungselement. Auf diese Weise kann das Sicherungs- element von der nicht fixierenden Stellung in der ersten Umfangsnut sehr einfach radial in die fixierende Stellung verschoben werden, indem das Verschiebemittel solange betätigt wird, bis das Sicherungselement mit dem Nutboden der zweiten Umfangsnut in Anschlag gebracht ist.

Für jedes Sicherungselement ist wenigstens in einem der beiden Turboladerbauteile der je- weiligen Umfangsnut zugeordnet eine radiale Öffnung für die Hindurchführung eines Ver- schiebemittels vorgesehen. So sind die Verschiebemittel leicht von aussen zugänglich und bedienbar. Ist die Öffnung abgedichtet, so wird die Korrosionsgefahr weiter verringert und die Dichtigkeit der Verbindung ist auf einfache Weise gewährleistet.

Auch durch Ausstattung der gesamten Umfangsnuten mit Dichtmitteln kann die nötige Dich- tigkeit der Verbindung und ein guter Korrosionsschutz erreicht werden.

Sehr vorteilhaft ist es, als Verschiebemittel eine Schraube oder einen Verschiebestift vorzu- sehen. Schrauben sind einfach erhältlich, kostengünstig und einfach in der Handhabung.

Verschiebestifte sind dann vorteilhaft, wenn beispielsweise ein Oberstehen einer Schrau- benmutter oder eines Schraubenkopfes über das Turboladerbauteil unerwünscht ist.

Bei in Umfangsrichtung gesehen längeren Sicherungselementen ist es günstig zusätzliche Verschiebemittel vorzusehen, um über die gesamte Länge des Sicherungselementes eine stabile Positionierung in der fixierenden Stellung zwischen den Umfangsnuten zu gewährlei- sten. Als zusätzliche Verschiebemittel können beispielsweise Anpressschrauben vorgese- hen sein, die durch zusätzliche radiale Löcher mit dem jeweiligen Sicherungselement in Verbindung gebracht werden können.

Als sehr vorteilhaft hat es sich erwiesen, als zusätzliche Verschiebemittel die in Umfangs- richtung liegenden Endbereiche der Sicherungselemente in Form von Federenden auszubil- den. Auf diese Weise wirken die Sicherungselemente wie eine Art Schnappverschluss, wo- bei die Verbindung z. B. mittels eines Verschiebestiftes lösbar ist.

Werden die beiden Umfangsnuten in Umfangsrichtung auf die Länge der Sicherungsele- mente begrenzt, so bewirkt das Sicherungssystem nicht nur eine Fixierung in axialer Rich- tung sonder auch in Umfangsrichtung.

Bei Turboladerbauteilen, die bereits auf irgendeine Weise zumindest teilweise in ihren Posi- tionen zueinander festgelegt sind, indem sie beispielsweise an weiteren Turboladerbauteilen befestigt oder bereits miteinander verbunden sind, können die Flanken der Umfangsnuten leicht versetzt zueinander angeordnet sein, so dass beim Einschieben der Sicherungsele- mente in ihre fixierende Stellung die Bauteile in axialer Richtung gegeneinander verspannt werden. Ein besonderer Vorteil ist es in einem solchen Fall, zumindest die mit der Spann- kraft beaufschlagte Flanke der zweiten Umfangsnut in stumpfen Winkel zum Nutboden an- zuordnen, da die Sicherungselemente so leichter in die zweite Umfangsnut einschiebbar sind. Die Sicherungselemente weisen dann vorteilhafter Weise entsprechend abgeschrägte Flanken auf.

Ein Turbolader, dessen Bauteile, insbesondere dessen Gehäuseteile, erfindungsgemäss ausgestaltet sind, tässt sich einfach montieren und z. B. für Wartungszwecke auch einfach demontieren, wodurch die Stillstandzeiten reduziert wird. Die Turboladerbauteile mit ihren Verbindungsbereichen aber auch die Sicherungselemente und Verschiebemittel sind ein- fach und kostengünstig herstellbar1 wodurch der Turbolader insgesamt günstiger ist.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand weiterer abhängigen Patentan- sprüche.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Im Folgenden wird der Erfindungsgegenstand anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele, welche in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt sind, näher erläutert. Es zeigen rein schematisch : Figur 1 Ein Teil eines erfindungsgemässen Turboladers im Schnitt entlang sei- ner Längsachse mit zwei erfindungsgemässen Turboladerbauteilen ; Figur 2a im Schnitt entlang der Linie 11-11 der Fig. 1 die Verbindungsbereiche der beiden erfindungsgemässen Turboladerbauteile ; Figur 2b in Vergrösserung einen Ausschnitt aus Fig. 2a mit einem Verschiebe- mittel ; Figur 3a eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemässen Turboladerbau- teile und der zugehörigen Sicherungsvorrichtung im Schnitt durch ihre Umfangsnuten ; Figur 3b die Ausführungsform aus Fig. 3a im Schnitt entlang der Längsachse des Turboladers ; Figuren 4 und 5 weitere Ausführungsformen der Turboladerbauteile und der zugehöri- gen Sicherungsvorrichtung in analoger Darstellung zur Darstellung in Fig. 3a ; und \ Figur 6 im Schnitt durch die Umfangsnuten und entlang der Längsachse des Turboladers zwei einander formschlüssig überlappende Turbolader- bauteile, die erfindungsgemäss miteinander verbunden und mittels spe- zieller Ausgestaltung der erfindungsgemässen Turboladerbauteile in axialer Richtung gegeneinander verspannt sind.

Die in den Zeichnungen verwendeten Bezugszeichen und deren Bedeutung sind in der Be- zugszeichenliste zusammengefasst aufgelistet. Grundsätzlich sind in den Figuren gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die beschriebenen Ausführungsformen stehen beispielhaft für den Erfindungsgegenstand und haben keine beschränkende Wir- kung.

Wege zur Ausführung der Erfindung Figur 1 zeigt einen Teil einer Verdichterseite eines Turboladers 1 im Schnitt zur Längsachse 14 des Turboladers 1 mit einem Verdichterrad 3, das auf einer Welle 4 im Verdichtergehäu- se 5 fixiert ist. Mittels der Welle 4 ist das Verdichterrad 3 von einem Turbinenrad (nicht dar- gestellt) des Turboladers 1 antreibbar. Eine Einsatzwand 6 begrenzt radial aussen einen Ansaugkanal 7, der über das Verdichterrad 3 und einen Diffusor 8 in einen Gasaustrittska- nal 9 mündet. Der Gasaustrittskanal 9 wird in dem hier gezeigten Beispiel von zwei erfin- dungsgemässen Bauteilen 10,12 begrenzt, nämlich radial nach innen von einem Innen- wandbauteil 10 und radial nach aussen von einem Gasaustrittsgehäuse 12. Beide Bauteile 10,12 sind Bestandteil des Verdichtergehäuses 5. In ihren Verbindungsbereichen 11,11' überlappen die beiden Bauteile 10,12 einander in Achsrichtung 14 und greifen radial form- schlüssig ineinander. Die Verbindungsbereiche 11, 11'sind mit einander gegenüberliegen- den Umfangsnuten 18,20 gleicher Breite versehen, deren offene Seiten einander zugekehrt sind. Zur axialen Sicherung sind in den Umfangsnuten 18,20 als Sicherungsvorrichtung 22, mehrere über den Umfang regelmässig verteilte ringsegmentförmige Sicherungselemente 24 vorgesehen.

In Fig., 2a ist ein Abschnitt des Umfangs der beiden erfindungsgemässen Turboladerbauteile 10,12 im Schnitt entlang der in Fig. 1 mit))-)) gekennzeichneten Linie mit nur einem der über den Umfang verteilten Sicherungselemente 24 gezeigt. Das Sicherungselement 24 ist in seiner fixierenden Stellung dargestellt, d. h. es übergreift den Randbereich 26, der ersten Umfangsnut 18, des ersten Bauteils 10 und greift in die zweite Umfangsnut 20 des zweiten Bauteils 12 ein. Im ersten Bauteil 10 ist eine radiale Öffnung 28 angeordnet, durch die als Verschiebemittel 30 zur radialen Verschiebung des Sicherungselementes 24 ein Verschie- bestift 56 hindurchgeführt ist. Der Verschiebestift 56 ist mittels einer Schweissnaht 25 fest mit dem Sicherungselement 24 verbunden, wie dies besser in der vergrösserten Darstellung der Fig. 2b zu erkennen ist. Um die Dichtigkeit der Verbindung zu gewährleisten, weist der Verschiebestift 56 eine als Umfangsnut ausgebildete Stiftnut 16 auf, die der Aufnahme ei- nes als O-Ringdichtung ausgebildeten Dichtelementes 72 dient. Die radiale Höhe h1 der er- sten Umfangsnut 18, im ersten Bauteil 10 ist etwas höher oder gleich hoch wie die radiale Höhe hs des Sicherungselementes 24, so dass das Sicherungselement 24 mit Hilfe des Verschiebemittels 30 in eine nicht fixierende Stellung bewegbar ist, in welcher das Siche- rungselement 24 als Ganzes in der ersten Umfangsnut 18 positioniert ist (nicht dargestellt).

Die radiale Höhe h2 der zweiten Umfangsnut 20 im zweiten Bauteil 12 ist dagegen geringer als diejenige des Sicherungselementes 24. Beim Verschieben des Sicherungselementes 24 in radialer Richtung 29 aus der nicht fixierenden in die fixierende Stellung, muss das Siche- rungselement 24 dann einfach nur bis zum Anschlag an den Nutboden 32 der zweiten Um- fangsnut 20, verschoben werden. Beim Verschieben des Sicherungselementes 24 aus der fixierenden in die nicht fixierende Stellung, muss das Sicherungselement 24 dann umge- kehrt einfach nur bis zum Anschlag an den Nutboden 34 der ersten Umfangsnut 18, im er- sten Bauteil 10 verschoben werden. In der hier gezeigten speziellen Ausführungsform sind die in Umfangsrichtung 35 liegenden Endbereiche des Sicherungselementes 24 als Feder- enden 54 ausgebildet, welche am Nutboden 34 der ersten Umfangsnut 18 abgestützt sind.

Die Federenden 54 dienen als zusätzliche Verschiebemittel 46 und drücken den mittleren Bereich 53 des Sicherungselementes 24 in die fixierende Stellung. Das ganze wirkt dann wie eine Art Schnappverschluss, der durch Verschieben des Verschiebestiftes 56 radial nach innen gelöst werden kann. Um eine Sicherung auch in Umfangsrichtung 35 zu errei- chen,'sind die Umfangsnuten 18,20 des ersten und zweiten Bauteils 10,12 in dem hier ge- zeigten Beispiel in Umfangsrichtung 35 etwa entsprechend der Länge des Sicherungsele- mentes 24 begrenzt.

Neben dem Innenwandbauteil und dem Gasaustrittsgehäuse des Verdichtergehäuses 5 können auch andere, miteinander zu verbindende Bauteile 10, 12 des Turboladers 1 erfin- dungsgemäss ausgebildet sein, wie beispielsweise das Verdichtergehäuse auf der Seite zum Lagergehäuse und ein Lagergehäuse, verschiedene Lagergehäuseteile sowie Lager- gehäuse und Turbinengehäuse, analog zu den Beispielen in DE-C-36 42 121. Auch die Ein- satzwand und ein Teil des Verdichtergehäuses oder eine Rückwand des Turbinenrades oder des Verdichterrades, wie dies analog in EP-A-0 248 624 dargestellt ist können, wenn sie erfindungsgemäss ausgebildet sind, mühelos miteinander verbunden und bei Bedarf auch problemlos wieder demontiert werden.

In den weiteren Figuren sind die Verbindungsbereiche von erfindungsgemässen Turbola- derbauteilen 10,12 dargestellt, wobei die dargestellten Turboladerbauteile 10, 12, alle jene Bauteile des Turboladers 1 sein können, die miteinander verbunden werden sollen und sich zumindest in ihren Verbindungsbereichen koaxial zur Turboladerachse 14 erstrecken. Die Verbindungsbereiche dieser Bauteile sind jeweils koaxial zueinander und einander axial überlappend sowie radial formschlüssig ausgebildet. Die Darstellung in den Figuren 3a, 4 und 5 entspricht jeweils der Darstellung in Fig. 2a. Als erstes Bauteil 10 mit der ersten Um- fangsnut 18, ist jeweils das Turboladerbauteil definiert, dessen Umfangsnut die radiai grö- ssere Höhe aufweist. Dies kann das radial innenliegende Bauteil sein, wie in den Figuren 1 bis 5, oder auch das radial aussen liegenden Bauteil, wie in Figur 6. Die radiale Öffnung 28 zur Aufnahme des Verschiebemittels 30 kann im ersten und/oder im zweiten Turbolader- bauteil angeordnet sein und befindet sich bezüglich der Länge des Sicherungselementes 24 vorzugsweise etwa in dessen Mitte.

In den Figuren 3a und 3b ist, wie in den Figuren 1 bis 2b ein Sicherungselement 24 mit Fe- derenden 54 dargestellt, welche am Nutboden 34 der ersten Umfangsnut 18 abgestützt sind und den mittleren Bereich 53 des Sicherungselementes 24 in die fixierende Stellung drunk- ken. Die Umfangsnuten 18,20 sind jeweils, anders als im vorhergehend beschriebenen Beispiel, durchgehend ausgebildet und nicht auf die Länge des Sicherungselementes 24 begrenzt. Eine solche, bezüglich der Herstellung der Umfangsnuten 18,20 einfachere Lö- sung, ist immer dann möglich wenn die Bauteile 10, 12 z. B. durch ihre Fixierung an anderen Bauelementen des Turboladers 1 (nicht dargestellt) bereits in Umfangsrichtung 35 fixiert sind. Obwohl also keine Begrenzung der Umfangsnuten vorgesehen ist, sind die Turbola- derbauteile 10,12 dennoch gegen ein gegenseitiges Verdrehen in Umfangsrichtung gesi- chert.

Als Verschiebemittel 30 ist in dem in den Fig. 3a, 3b gezeigten Beispiel wiederum ein Ver- schiebestift 56 vorgesehen, der aber in diesem Beispiel radial von aussen durch eine radiale Öffnung 28 im zweiten Bauteil 12 hindurchgeführt ist. Der Verschiebestift 56 wird nur zum Lösen der Verbindung in die Öffnung 28 eingesetzt und ansonsten aus dieser entfernt. Mit dem Verschiebestift 56 kann der mittlere Bereich 53 des Sicherungselementes 24 in die nicht fixierende Stellung, in die erste Umfangsnut 18 gedrückt werden und die beiden Bau- teile 10,12 können voneinander gelöst werden. Vorteil bei dieser Ausführungsform ist, dass in fixierender Stellung der Verschiebestift 56 entfernt wird, und somit keine Elemente über eines der beiden Turboladerbauteile 10,12 hinausragen. Im Gegensatz zu den Turbolader- bauteilen aus den Fig. 1 bis 2b überlappen sich die Bauteile in diesem Beispiel axial aus entgegengesetzter Richtung kommend wie dies in Fig. 3b zu erkennen ist.

Die in Figur 4 gezeigte Ausführungsform entspricht im wesentlichen derjenigen aus den Fi- guren 2a, 2b. Die Umfangsnuten 18,20 der beiden Turboladerbauteile 10,12 sind in Um- fangsrichtung 35 wieder etwa auf die Länge des Sicherungselementes 24 begrenzt und sind im gezeigten Beispiel durch Ausfräsen von entsprechend langen Nutsegementen entlang des Umfanges realisiert. Denkbar ist aber auch eine Begrenzung 37 der Umfangsnuten 18, 20 z. B. durch einfügen von Stoppelementen an entsprechender Stelle in durchgehende Umfangsnuten. Als Stoppelemente können beispielsweise Zapfen, Stoppschrauben o. a. vorgesehen sein. In der Mitte des Sicherungselementes 24 ist wiederum eine radiale Öff- nung 28 im ersten Bauteil 10 vorgesehen, durch die als Verschiebemittel 30 diesmal eine Schraube 36 hindurchgeführt ist. Diese Schraube 36 weist ein einfaches Rechtsgewinde 44 auf, das mit entsprechenden Innengewinden 44'im Sicherungselement 24 und der Öffnung 28 zusammenwirkt. Anstelle der Federenden 54 sind als zusätzliche Verschiebemittel 46 zwei Anpressschrauben 48 vorgesehen, die durch radiale Löcher 50 mit entsprechendem Innengewinde hindurchgeführt sind und auf das Sicherungselement 24 drücken. Die radia- len Löcher 50 sind in Umfangsrichtung 35 beabstandet auf beiden Seiten der Öffnung 28 angeordnet. Die Umfangsnuten 18, 20 sind in diesem Beispiel als ganzes mit einem Dicht- mittel 72 ausgestattet, das beispielsweise in Form einer Gummibeschichtung der Innenwän- de der Nuten aufgebracht ist. Die Begrenzung 37 der Nuten 18, 20 in Umfangsrichtung 35 hat ausser der Fixierung der Bauteile 10,12 in Umfangsrichtung 35, noch einen weiteren Vorteil : Sollte die Schraube 36 aus dem Sicherungselement 24 herausgedreht werden, so kann sich das Sicherungselement 24 nicht innerhalb der Umfangsnuten 18, 20 in Umfangs- richtung 35 verschieben und sozusagen verloren gehen. Ein Wiedereindrehen der Schraube 36 in das Sicherungselement 24 ist jederzeit wieder möglich.

Anstelle der oben beschriebenen Schraube 36 kann natürlich auch eine Schraube 36 als Verschiebemittel 30 verwendet werden, die in ihrem Fussbereich 38 ein Linksgewinde 40 und in ihrem Kopfbereich 42 ein Rechtsgewinde 44 aufweist. Diese Gewinde 40,44 wirken mit entsprechenden Innengewinden 40', 44'im Sicherungselement 24 und in der Öffnung 28 des ersten Bauteils 10 zusammen, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist. Auf diese Weise lasst sich mit wenigen Drehungen der Schraube 36 das Sicherungselement 24 von der fixieren- den in die nicht fixierende Stellung und wieder zurück bewegen. Aufgrund der geringen Länge des Sicherungselementes in diesem Beispiel sind keine zusätzlichen Verschiebemit- tel 46 in Form von Federenden oder Anpressschrauben erforderlich.

In Figur 6 ist eine als Vollzylinder ausgebildete Welle 58 des Turboladers 1 gezeigt, die ra- dial innen liegend das zweite Turboladerbauteil 12 bildet. Ein mit der Welle zu verbindendes erstes Bauteil 10 bildet mit seinem Verbindungsbereich 11 ein Rohr 60, das auf die Welle 58 axial aufgeschoben ist. In diesem Verbindungsbereich weist das erste Bauteil 10 zwei erste Umfangsnuten 18,18'mit grosser radialer Höhe h, und die Welle 58 als zweites Tur- boladerbauteil 12 zwei den ersten Umfangsnuten 18,18'gegenüberliegende zweite Um- fangsnuten 20,20'mit geringerer radialer Höhe h2 und gleicher Breite auf. Die im Endbe- reich 62 der Welle 58 liegenden Umfangsnuten 18,20 liegen einander genau gegenüber und nehmen zur axialen Fixierung Sicherungselemente 24 mit Schrauben 36 auf. Die Um- fangsnuten 18'20'im Endbereich 64 des rohrförmigen Verbindungsbereiches 60 dagegen sind leicht versetzt zueinander angeordnet. Die dem Wellenende 62'zugewandte Flanke 66 der Umfangsnut 20'in der Welle 58 ist gegenüber dem Nutboden 32 der zweiten Nut 20'in einem stumpfen Winkel a angeordnet. Die mit dieser Flanke 66 der Umfangsnut 20'zu- sammenwirkenden Flanken 68 der Sicherungselemente 24'weisen eine entsprechende Ab- schrägung 70 auf. Zum radialen Verschieben der Sicherungselementen 24'sind Schrauben 36'vorgesehen, deren Kopfbereiche 42 über die radialen Öffnungen 28 des ersten Bautei- les 10 hinausragen und auf welche Muttern 52 aufgeschraubt sind. Im Fussbereich 38 der Schrauben 36'sind diese via Schweissverbindungen 25 fest mit den Sicherungselementen 24'verbunden. Durch Drehen an der Mutter 52 sind die Sicherungselemente 24 in radialer Richtung 29 zwischen der fixierenden und der nicht fixierenden Stellung verschiebbar. Wer- den die Sicherungselemente 24'aus der ersten Umfangsnut 18'des Rohres 60 in die fixie- rende Stellung verschoben, so gleiten die Abschrägungen 70 der Flanken 68 der Siche- rungselemente 24'an der im Winkel a zum Nutboden 32 angeordneten Flanke 66 der Um- fangsnut 20'entlang. Das Sicherungselement 24 wird in die zweite Umfangsnut 20'der Welle 58 hineingedrückt und das erste Turboladerbauteil 10 wird gegenüber dem zweiten Turboladerbauteil 12 in Form der Welle 58 in axialer Richtung 14 verspannt.

Die Verschiebeelemente 30 können also drückend und/oder ziehend wirken und sowohl im radial innen liegenden als auch im radial aussen liegenden Turboladerbauteil angeordnet sein. In den in den Figuren gezeigten Beispielen sind die Sicherungselemente 24,24'je- weils als Kreisbogensegmente ausgestaltet. Es ist aber auch denkbar die Sicherungsele- mente 24,24'in Form von Polygonen oder einfachen Winkeln mit zwei Schenkeln auszuge- stalten. Für Bauteile 10,12 mit grossem Durchmesser können sogar Sicherungselemente 24,24'in Stabform günstig sein. Diese sollten dann aber keine zu grosse Länge aufweisen, damit ihre Endbereiche nicht zu weit von der Oberfläche des innenliegenden Bauteils 10,12 abstehen. Bei solchen stabförmigen Sicherungselementen 24,24'werden vorteilhaft statt einem Verschiebemittel 30 in der Mitte des Sicherungselementes 24,24'zwei Verschiebe- mittel 30 in den Endbereichen des Sicherungselementes 24,24'eingesetzt. Die Siche- rungselemente 24,24'sind vorzugsweise aus Federstahl oder hochfesten Stählen mit gro- sser Streckgrenze hergestellt. Auch Vergütungsstähle oder andere Materialien mit entspre- chenden Eigenschaften können verwendet werden.

Bezugszeichenliste h, radiale Höhe erste Nut h2 radiale Höhe zweite Nut <BR> <BR> hs radiale Höhe Sicherungsele- ment a Winkel Flanke/Nutboden 10 erstes Bauteil 12 zweites Bauteil 14 axiale Richtung 16 Stiftnut 18,18'erste Umfangsnut 20,20'zweite Umfangsnut 22 Sicherungsvorrichtung 24,24'Sicherungselement 25 Schweissnaht 26Ränder der ersten Nut 28 radiale Öffnung 29 radiale Richtung 30 Verschiebemittel 32 Nutboden zweite Nut 34 Nutboden erste Nut 35 Umfangsrichtung

36,36'Schraube 37 Begrenzung der Umfangsnut 38 Fussbereich Schraube 40 Linksgewinde 40'Innengewinde links 42 Kopfbereich Schraube 44 Rechtsgewinde 44'Innengewinde rechts 46 zusätzliche Verschiebemittel 48 Anpressschraube 50 radiale Löcher 52 Mutter 53 mittlerer Bereich 54 Federende 56 Verschiebestift <BR> <BR> 58 Welle<BR> 60 Rohr 62 Endbereich Welle 62'Wellenende 64 Endbereich Rohr 66 Flanke der zweiten Nut 68 Flanke Sicherungselement 70 Abschrägung Flanke 72 Dichtmittel