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Dokumentenidentifikation DE102006009054B4 22.11.2007
Titel Gehäuse für Radialverdichter
Anmelder Woco Industrietechnik GmbH, 63628 Bad Soden-Salmünster, DE
Erfinder Cvjeticanin, Nenad, Dr., 60320 Frankfurt, DE;
Senftleben, Stephan, 63549 Ronneburg, DE
Vertreter BOEHMERT & BOEHMERT, 28209 Bremen
DE-Anmeldedatum 27.02.2006
DE-Aktenzeichen 102006009054
Offenlegungstag 06.09.2007
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 22.11.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 22.11.2007
IPC-Hauptklasse F04D 29/42(2006.01)A, F, I, 20070614, B, H, DE
IPC-Nebenklasse F04D 29/62(2006.01)A, L, I, 20070614, B, H, DE   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Gehäuse für einen Radialverdichter, insbesondere einen Turbolader, mit einem ersten Gehäuseteil und einem zweiten Gehäuseteil, welche Gehäuseteile aneinander zu fügen sind, um zumindest ein Teil des Gehäuses zu bilden. Zum aneinander Befestigen der Gehäuseteile sind sie jeweils mit einem eigenen Hohlraum geformt. Die jeweiligen Hohlräume bilden zusammen in einem vorbestimmten aneinandergelegten Zustand der Gehäuseteile ein Hohlraumsystem, wobei die einzelnen Hohlräume der Gehäuseteile miteinander in fluidaler Verbindung stehen. Zum Befestigen der Gehäuseteile wird nach dem Fügen ein fließfähiger Verbundstoff, wie Klebstoff, thermoplastischer Kunststoff, etc., in das Hohlraumsystem eingebracht. Durch die Fließfähigkeit des Kunststoffs wird das gesamte Hohlraumsystem ausgefüllt. Nach einer kurzen Einwirkzeit verfestigt sich der Kunststoff, so daß sich ein fester starrer Verbund zwischen den Gehäuseteilen bildet.

Ein auf diese Weise hergestelltes, wegen der hohen Festigkeit an sich bewährtes Gehäuse für einen Radialverdichter ist aus DE 103 14 209 B3 bekannt, bei dem zum Einbringen des fließfähigen Verbundstoffs bzw. für einen Luftdruckausgleich ein Eingang bzw. ein Ausgang in einem der Gehäuseteile ausgebildet ist. Über den Eingang wird der fließfähige Verbundstoff zum Befüllen des Hohlraumsystems der Gehäuseteile eingespritzt, wobei über den Ausgang die dabei verdrängte Luft ausströmen kann.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Gehäuse für einen Radialverdichter bereitzustellen, dessen Herstellung bei Einsatz des bewährten bekannten Befestigungsverfahrens von Gehäuseteilen mittels Befüllens eines Hohlraumsystems mit einem fließfähigen und sich verfestigenden Verbundstoff vereinfacht ist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Danach ist ein Gehäuse für einen Radialverdichter, insbesondere einen Turbolader, vorgesehen, bei dem die Gehäuseteile derart bemessen sind, daß ein Spalt zum Einbringen des fließfähigen Verbundstoffs von einer bei angelegten Gehäuseteilen freien Gehäusefläche längs von sich gegenüberliegenden Fügeflächenabschnitten der Gehäuseteile in das Hohlraumsystem mündet. Es stellte sich überraschenderweise heraus, daß durch die erfindungsgemäße Maßnahme, einen Eingabekanal für den fließfähigen Verbundstoff mittels eines Spalts an der Fügefläche vorzusehen, zum einen aufwendige Arbeitsschritte zum Erstellen von Eingängen und Kanälen in einem Gehäuseteil entbehrlich sind, zum anderen mit dem durch den Spalt gebildeten Kanal ein zusätzliches Verbundvolumen zwischen den Gehäuseteilen geschaffen wird, wodurch ein sehr zuverlässiger Verbund zwischen den Gehäuseteilen geschaffen wird.

Vorzugsweise begrenzen das erste Gehäuseteil und das zweite Gehäuseteil einen Verdichterkanal des Radialverdichters. Dabei können das erste Gehäuseteil einen radialen Außenbereich des Verdichterkanals und das zweite Gehäuseteil einen radialen Innenbereich des Verdichterkanals bilden, welcher Innenbereich in den Außenbereich einsetzbar und lose aneinander fügbar ist. Das erste Gehäuseteil kann einen Einlaßbereich für den Luftansaugstutzen bilden, wobei das zweite Gehäuseteil einen in den Verdichterkanal mündenden Übergang des Luftansaugstutzens definiert.

Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung läuft der Spalt auf einer Kreisbahn, insbesondere auf einer radialen Kreisbahnebene, um insbesondere konzentrisch zur Achse des Luftansaugstutzens. Auf diese Weise ist eine homogen feste Verbundstruktur des aus den zwei Gehäuseteilen gebildeten Gehäuses erzielbar.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung verläuft der Spalt von der freien Fläche des Gehäuses im wesentlichen radial. Vorzugsweise geht er von einem radialen Verlauf in einen axialen Abschnitt über, der in das Hohlraumsystem mündet.

Dabei ist das Hohlraumsystem im wesentlichen radial ausgerichtet. Das Hohlraumsystem kann als Labyrinthstruktur mit wenigstens einem Gang ausgebildet sein. Eine besonders einfache, aber ausreichend feste Verbundstruktur wird beim Hohlraumsystem gebildet, das durch zwei radiale, in die Gehäuseteile eingebrachte Aussparungen gebildet ist. In den Aussparungen sammelt sich der über den Spalt eingebrachte fließfähige Verbundstoff, bis sie vollständig gefüllt sind.

Vorzugsweise erstreckt sich der Spalt von einer freien Fläche des Luftansaugstutzens, insbesondere radial nach außen. Die radiale Innenfläche des Ansaugstutzens ist insofern für das Positionieren des durch den Spalt gebildeten Eingabebereichs für den Verbundstoff geeignet, als dort ein freier Zugangsbereich für das Ansetzen von entsprechenden Gieß- oder Spritzeinrichtungen für den Verbundstoff zur Verfügung steht.

Um eine genaue Positionierung des zweiten Gehäuseteils an das erste Gehäuseteil sicherzustellen, bilden die jeweiligen Fügeflächen der Gehäuseteile außer den den Spalt bildenden Fügeflächenabschnitten jeweils einen Flanschflächenabschnitt, die sich ebenfalls gegenüberliegen. Im aneinandergefügten Zustand der Gehäuseteile liegen die Flanschflächenabschnitte berührend aneinander, während die den Spalte bildenden Fügeflächenabschnitte kontaktlos einander gegenüberliegen. Dabei sind die Gehäuseteile derart gefertigt, daß der Spalt ohne zusätzliches Bearbeiten der Gehäuseteile gebildet wird, wenn die Gehäuseteile die durch die Flanschflächenabschnitte ortsbestimmte Position eingenommen haben.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist im Bereich der Fügeflächen auf einer dem Spalt abgewandten Seite des Hohlraumsystems eine Dichtung angeordnet. Die Dichtung kann eine insbesondere pastöse Dichtmasse sein. Die Dichtung kann im Bereich eines axialen Fügeflanschbereichs angeordnet sein, der den radialen Spalt mit einer radialen Flanschabschnittsfläche der Fügeflächen verbindet. Für die Dichtung kann eine Vertiefung vorgesehen sein, die zumindest von einem der Gehäuseteile gebildet ist und in der insbesondere ein O-Ring eingesetzt sein kann.

Vorzugsweise ist die Dichtung dazu ausgelegt, Luftleckage von dem Verdichterkanal zum Ausgangsstutzen zu unterbinden und ein Passieren des Verbundstoffs zu hemmen. Allerdings wird ein Weiterfließen des Verbundstoffs über die Position der Dichtung hinaus ausgeschlossen.

Die Erfindung betrifft auch einen Radialverdichter, insbesondere einen Turbolader, der ein erfindungsgemäßes Gehäuse aufweist.

Weitere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung werden durch die folgende Beschreibung einer bevorzugten Ausführung anhand der beiliegenden Zeichnungen deutlich, in denen zeigen:

1 eine Querschnittsansicht eines Teils eines erfindungsgemäßen Turboladergehäuses;

2 eine Detailschnittansicht des erfindungsgemäßen Turboladergehäuses entlang einer gegenüber 1 anderen Schnittebene.

In 1 und 2 ist ein Turboladergehäuse teilweise dargestellt, das mit der Bezugsziffer 1 versehen ist. Das Gehäuse 1 hat zwei Gehäuseteile 3, 5, wobei das Gehäuse auch mehrteilig gefertigt sein kann. Das Gehäuseteil 3 bildet den Außenmantel des Turboladergehäuses 1 und begrenzt radial außen einen Verdichterkanal 7 sowie eingangsseitig einen Luftansaugstutzen 9. Das zweite Gehäuseteil 5 bildet teilweise den Innenbereich des Gehäuses 1 und begrenzt im wesentlichen radial innen den Verdichterkanal 7 sowie den Luftansaugstutzen 9 im Übergangsbereich zum Verdichterkanal 7. Die Gehäuseteile 3 und 5 haben jeweils eine im wesentlichen formkomplementäre Fügefläche 11, 13, die sich konzentrisch um die Rotationsachse R des Gehäuses 1 erstreckt. Die Fügeflächen 11, 13 verlaufen von der Innenseite des Luftansaugstutzens 9 in einer Z-Form radial nach außen und münden in den freien Flächenbereich des Verdichterkanals 7.

Die Fügeflächen 11, 13 umfassen radial außenseitig jeweils einen Flanschflächenabschnitt 15. Die Flanschflächenabschnitte 15 liegen im montierten Zustand der Gehäuseteile 3, 5 aneinander, um eine genaue, bestimmte Position der Gehäuseteile 3, 5 zueinander zu gewährleisten.

An den sich von der freien Fläche des Verdichterkanals 7 radial nach innen erstreckenden Flanschflächenabschnitte 15 schließt jeweils ein axialer Fügeflächenbereich 17, 19 an. An den Fügeflächenbereichen 17, 19 ist eine den Flanschflächenabschnitten 15 nahe Vertiefung 21 ausgebildet, in der ein O-Ring 23 sitzt.

An einer den Flanschflächenabschnitten 15 abgewandten Seite der Vertiefung 21 schließt ein Hohlraumsystem 25 an, das in der in den 1 und 2 gezeigten Ausführung durch zwei sich gegenüberliegende radial erstreckende Tiefnuten gebildet ist. In das Hohlraumsystem 25mündet ein axialer Spaltabschnitt 27, an dem ein längerer radialer Spaltabschnitt 29 anschließt, der in die freie Fläche des Luftansaugstutzens 9 mündet. Der axiale sowie der radiale Spaltabschnitt 27, 29 werden durch die sich gegenüberliegenden Fügeflächenabschnitte 31, 33 gebildet, die in dem in 1 und 2 dargestellten, montierten Zustand der Gehäuseteile 3, 5 sich berührungslos gegenüber liegen und einen Spalt begrenzen, über den ein fließfähiger Verbundstoff 41 in das Hohlraumsystem 25 einspritzbar ist. In 2 ist das Gehäuseteil 1 in gefertigtem Zustand dargestellt, in dem das Hohlraumsystem 25 über den Spalt mit dem fließfähigen Verbundstoff 41 aufgefüllt ist und sich verfestigt hat. Auf diese Weise ist ein sicherer Verbundeingriff zwischen den Gehäuseteilen 3 und 5 gewährleistet. Der von den Fügeflächenabschnitten 31, 33 begrenzte Spalt kann einen lichten Querschnitt von 0,5 mm bis mehreren Millimetern aufweisen, der konstant sein oder sich zum Hohlraumsystem 25 ändern kann.

Nachdem die Gehäuseteile 3, 5 aneinander angefügt sind und die Flanschflächenabschnitte 15 aneinanderliegen, kann ein Einspritzwerkzeug (nicht dargestellt) in den Luftansaugstutzen 9 im Bereich des Spalts angesetzt werden, und ein fließfähiger Verbundstoff 41 wird über den Spalt in das Hohlraumsystem 25 gefüllt. Dabei ist die O-Ringdichtung dazu ausgelegt, die beim Einbringen des fließfähigen Verbundstoffs 41 verdrängte Luft passieren zu lassen, wobei ein Überfließen des O-Rings verhindert ist.

Die auf diese Weise nach Festigung des Verbundstoffs bestehende starre Gehäusestruktur kann über eine Schraubenverbindung 37 an ein weiteres Turboladergehäuseteil oder ein Motorteil (nicht dargestellt) befestigt sein, damit der Turbolader im Bereich des Ansaugtraktes eines Kraftfahrzeugs eingebaut werden kann.

Die in der vorstehenden Beschreibung, den Figuren und den Ansprüchen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Realisierung der Erfindung in den verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.

1
Gehäuse
3, 5
Gehäuseteile
7
Verdichterkanal
9
Luftansaugstutzen
11, 13
Fügefläche
15
Flanschflächenabschnitt
17, 19
Fügeflächenbereiche
21
Vertiefung
23
O-Ring
25
Hohlraumsystem
27, 29
Spaltabschnitt
31, 33
Fügeflächenabschnitte
37
Schraubenverbindung
41
Verbundstoff
R
Rotationsachse


Anspruch[de]
Gehäuse für einen Radialverdichter, insbesondere einen Turbolader, mit einem ersten Gehäuseteil (3) und einem zweiten Gehäuseteil (5), welche Gehäuseteile (3, 5) aneinander zu fügen sind, um zumindest einen Teil des Gehäuses (1) zu bilden, und jeweils wenigstens einen Hohlraum umfassen, welche Hohlräume im aneinander gefügten Zustand der Gehäuseteile (3, 5) zur Bildung eines Hohlraumsystems (25) miteinander fluidal verbunden sind, indem ein fließfähiger Verbundstoff (41), wie Klebstoff, thermoplastischer Kunststoff, etc., zur Bildung eines festen Verbunds der beiden Gehäuseteile (3, 5) eingebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseteile (3, 5) derart bemessen sind, daß ein Spalt zum Einbringen des fließfähigen Verbundstoffs (41) von einer im aneinander gelegten Zustand der Gehäuseteile (3, 5) freien Gehäusefläche längs von sich gegenüberliegenden Fügeflächenabschnitten (31, 33) der Gehäuseteile (3, 5) in das Hohlraumsystem (25) mündet. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Gehäuseteil (3) und das zweite Gehäuseteil (5) einen Verdichterkanal (7) des Radialverdichters begrenzen. Gehäuse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Gehäuseteil (3) den radialen Außenbereich des Verdichterkanals (7) und das zweite Gehäuseteil (5) den radialen Innenbereich des Verdichterkanals (7) bilden, der in den Außenbereich einsetzbar ist. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Gehäuseteil (3) einen Einlaß eines Luftansaugstutzens (9) bildet, wobei das zweite Gehäuseteil (5) einen in den Verdichterkanal (7) mündenden Übergang des Luftansaugstutzens (9) bildet. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt rotationsförmig, insbesondere konzentrisch zur Achse des Luftansaugstutzens (9), umläuft. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt von der freien Fläche des Gehäuses (1) radial verläuft und insbesondere in einen axialen Abschnitt übergeht, der in das Hohlraumsystem (25) mündet, das insbesondere radial ausgerichtet ist. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnett, daß sich der Spalt von einer freien Fläche des Luftansaugstutzens (9) erstreckt. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Fügeflächen (11, 13) der Gehäuseteile (3, 5) außer den den Spalt bildenden Fügeflächenabschnitten (31, 33) jeweils einen Flanschflächenabschnitt (15) bilden, welche Flanschflächenabschnitte (15) im aneinander gefügten Zustand der Gehäuseteile (3, 5) aneinander liegen. Gehäuse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Flanschflächenabschnitte (15) radial erstrecken. Gehäuse nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die den Spalt bildenden Fügeflächenabschnitte (31, 33) und die Flanschflächenabschnitte (15) über einen axialen Fügeflächenbereich (17, 19) ineinander übergehen, an dem das Hohlraumsystem (25) ausgebildet ist. Gehäuse nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Fügefläche (11, 13) auf einer dem Spalt abgewandten Seite des Hohlraumsystems (25) eine Dichtung angeordnet ist. Gehäuse nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung im Bereich eines axialen Fugeflächenbereichs (17, 19) angeordnet ist Gehäuse nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß für die Dichtung eine Vertiefung (21) vorgesehen ist, die zumindest von einem der Gehäuseteile (3, 5) gebildet ist und in der insbesondere ein O-Ring (23) eingesetzt ist. Gehäuse nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung dazu ausgelegt ist, ein Passieren des Verbundstoffs (41) zu hemmen und ein Vorbeiströmen von Luft zuzulassen. Radialverdichter, insbesondere Turbolader, mit einem nach einem der Ansprüche 1 bis 14 ausgebildeten Gehäuse (1).






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