專利名稱：渦輪增壓器固定用裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于將渦輪增壓器固定在一個按獨立權利要求1的前序部分的特征的底座上的裝置。
背景技術：
為了將渦輪增壓器固定在一個底座上，存在一系列非常不同的可能性。因為目前使用的渦輪增壓器通常大多具有一個不冷卻的機殼，故在將渦輪增壓器固定在通常較冷的底座上會在渦輪增壓器和底座之間出現不同的熱膨脹問題，這將導致固定裝置的應變。為了解決該問題，通常在渦輪增壓器和底座之間引入單獨的固定腳，該固定腳可通過特殊的結構吸收不同的膨脹。此外，這些固定腳通常還允許渦輪增壓器的機殼的至少一部分具有空間可變的定位。所述類型的單獨的固定腳例如可從DE-A-44 32 073和DE-OS-36 41 478中得知。
用于特殊用途的渦輪增壓器通常只具有一個用于排氣殼的特定位置，在機車中是例如向上開口的。對于這樣的情況，一個與排氣殼連成一體的固定腳在制造和安裝成本方面，比單獨的固定腳更為低成本。對冷卻的、其在底座和機殼之間幾乎沒有熱膨脹偏差的排氣殼而言，通過與排氣殼一體結構的固定腳不會產生問題。一個這樣的一體成型在冷卻的排氣殼上的固定腳的實例可從文獻“用于介質和較大發動機的新型渦輪增壓器”(柴油和氣體渦輪的發展，第36f頁，1968年12月)得出。因為帶冷卻的排氣殼的渦輪增壓器的制造和運作比帶不冷卻的排氣殼的渦輪增壓器昂貴和復雜，所以尋求一種可能性，即既利用帶一體成型的固定腳的渦輪增壓器的優點，又利用帶不冷卻的排氣殼的渦輪增壓器的優點。
發明內容
因此，本發明的任務是提供一種渦輪增壓器的固定裝置，其具有一個一體成型在排氣殼上的固定腳并可以吸收或補償底座和排氣殼的不同的熱膨脹。
該任務通過具有權利要求1的特征的固定裝置解決。
一個一體成型在排氣殼上的固定腳具有彼此間隔設置的長孔，其縱軸線星形地交匯在一個中心處。在該長孔中可插入有滑塊，該滑塊在其通孔中容納有固定元件，如螺釘。借助于該螺釘，一體成型在渦輪增壓器的排氣殼上的固定腳和由此該渦輪增壓器可拆卸地固定在底座上。隨著與渦輪增壓器連接的內燃機的起動，排氣殼和在其上一體成型的固定腳相對于底座升溫。在這種情況下，升溫的材料的膨脹將可為幾毫米。此時，螺釘不像固定腳和底座之間的一般螺釘連接件那樣受到彎曲負荷作用，固定腳的膨脹的材料可以說在底座上的固定螺釘的滑塊之下運動。螺釘仍無應力地在滑塊中伸展，而在長孔中發生滑塊的相對運動。因此，即使在數個溫度循環之后，也不會出現材料疲勞，并且不存在由于可能的固定失效造成的安全隱患。
長孔的縱軸線的星形布置允許最佳的相對運動。長孔縱軸線的共同中心有利于穩固性和穩定性地位于在渦輪增壓器的軸線之下。對于公知的在溫度影響下只沿一個方向強烈膨脹的材料而言，有利的是，如此設置長孔，使不是所有長孔的縱軸線都交匯在一個共同中心處或以不同于星形形式的方式布置。
如果上述長孔向著固定腳的外周開口，則滑塊在長孔中的相對運動較少地被限制，而且所不尋常的強烈的膨脹由固定裝置吸收，而螺釘又不受到彎曲負荷的作用。此外，固定腳的機加工變得更為簡單并且滑塊的裝配變得更為容易。
長孔的數目n最好為n≥3。這對于穩固性有有利的影響。如果有4個長孔，則長孔的星形縱軸線彼此以直角取向是特別有利的。這允許有利的相對運動和良好的穩固性。
具有T形橫截面的、有一個腳和兩個臂的滑塊結構最好地滿足了對滑塊的要求。T形滑塊的腳有間隙地充滿長孔的寬度。腳的長度有利地大于腳的寬度，目的是在長孔中更好地導向。T形滑塊的臂伸出長孔的位于背離固定腳的一側上的邊緣。這有利于滑塊在長孔中導向，同時也有利于固定元件的夾緊力向固定腳和底座上的良好的力傳遞。如果使用例如一個螺釘或一個帶較大頭部的螺栓作為固定元件，則T形橫截面的臂還用作一個墊圈，并防止在相對運動時螺帽和固定腳的導致磨損的相對滑動。
對于封閉的長孔而言，可理解的是，滑塊腳的長度必須小于長孔長度，從而為滑塊在長孔中的相對運動保留足夠的空間。在對著滑塊外周開口的長孔中，如果滑塊腳大約和長孔一樣長或甚至長于長孔，則更有利于滑塊的導向。
滑塊腳的腳高度大約相應于長孔的孔高度。這有助于避免滑塊在長孔中的傾斜，并可使螺釘得以良好的導向。滑塊的總高度與其長度的比值應該大于1，以防止滑塊傾斜，并據此防止螺釘受到彎曲負荷作用。
T形滑塊的臂有利地為彈性結構，以便可以有效地吸收夾緊力和滑動力。
其它優選的實施形式是其它的從屬權利要求的主題。
下面結合在附圖中示出的優選實施例詳細地說明本發明的主題。附圖示意所示圖1a)-1e)以不同的視圖示出了一個帶相應于按本發明的固定裝置的一體成型的固定腳的渦輪增壓器的排氣殼；圖2a)-6a)分別以縱截面示出了一個插入在長孔中的帶固定螺釘的滑塊；和圖2b)-6b)分別以橫截面示出了一個插入在長孔中的帶固定螺釘的滑塊。
在標號表中纂總列出了附圖中的所用的標號及其標注意義。原則上說，附圖中的相同部件采用相同的標號。所說明的實施形式是本發明主題的示例，不具有限定作用。
具體實施例方式
圖1a)-1e)示出了一個帶相應于按本發明的固定裝置14的一個體成型的固定腳12的渦輪增壓器的排氣殼10。在所示實例中，固定腳12具有四個長孔16，它們向著固定腳12的外周18開口。長孔16以其縱軸線20彼此呈星形取向。縱軸線20具有一個共同的中心22，該中心位于渦輪增壓器的軸線24之下(參見圖1c)。固定腳12的大小、長孔16的數目n以及縱軸線20之間的夾角α、α′與夾緊力以及渦輪增壓器的重量和具體結構相協調。所以在此，上述四個長孔之間的夾角α或α′與通常很合適的90°角有差異。固定腳的外周18和由此在該實例中長孔16與排氣殼的相對位置是如此選擇的，使長孔16對于渦輪增壓器的裝配或拆卸是便于接近的。在圖1a-1c中以示例的方式示出了一個帶滑塊26和一個插入在該滑塊26的為此設置的孔28中的螺釘30的長孔16。長孔16和滑塊26的尺寸與夾緊長度以及渦輪增壓器的重量和結構相協調。如從圖1c中可看出的那樣，在該實例中滑塊的長度1大約相應于長孔的長度L。滑塊由調質鋼制成，并經過表面硬化處理或涂有一層如AFC或類似物的耐磨涂層。
分別在圖2a)-6a)和圖2b)-6b)中示出了按本發明的固定裝置14的一部分的縱截面和橫截面，即示出了帶有孔28的滑塊26，作為固定元件30的一個螺釘30′插入該孔中。如已經述及的，也可設想使用其它合適的固定元件30，例如螺栓件等等。另外，在圖3a)和3b)中示出了底座36的一部分，渦輪增壓器通過排氣殼借助于固定裝置14固定在該底座上。另外，在分別以b)標明的橫截面視圖中，分別示出了固定腳12的那個限定長孔15的長度的部分。在該橫截面視圖中，可以很清楚看出滑塊26的大體呈T形的橫截面，而在那些分別以a)標明的縱截面視圖中，滑塊26以四方形塊的形式出現。
在橫截面視圖b)中可以很清楚看出，每個滑塊26都具有一個腳32和兩個臂34。臂34突出于長孔16的背離底座36的一側的邊緣17。臂34在其背離底座36的一側上具有一個沿滑塊26的中間縱軸線延伸的、并將這兩個臂34連接在一起的平臺40。該平臺40用作固定元件30的頭部41的支座，在圖2a)-6b)所示的實例中是用作螺釘頭41′的支座。滑塊26的腳32的腳寬度b是如此選定的，即腳32有間隙地充滿長孔16的寬度B。為了使滑塊26在長孔16中更好地導向，腳32的腳長度1，該長度通常相應于滑塊的總長1，大于其腳寬度b。腳高度h1大體上相應于長孔16的孔高度H。長度1與滑塊總高度h2的比值大于1(1/h2＞1)。據此，避免滑塊26在長孔16中傾斜和避免螺釘30′受到彎曲負荷作用。當然也可以設想將滑塊的縱截面和橫截面一樣構成為T形的，據此滑塊26的長度1則會大于腳長度1′。
在圖2a)-6b)中示出的滑塊26的實施形式中，臂34的構形基本上不同。在圖2a)、2b)中示出了一個非常簡單的滑塊26，其具有剛性較大的、具有矩形橫截面的臂34。
而在圖3a)、3b)中所示的滑塊的臂34在其面對底座36的一側上具有空隙38。空隙38允許沿高度h1、h2方向的彈性退讓，據此，臂34總是帶有輕微的預緊力地設置在固定腳12上。
在圖4a)、4b)中所示的滑塊26具有一個在臂34和腳32之間的過渡區域中的空隙38′。從平臺40出發，臂34向外逐漸變窄地在其背離底座36的一側上具有一個斜面42。腳32中槽形的空隙38′和向外逐漸變窄的臂34提高了臂34的柔性，并可在緊度和剛性方面使臂34得以更好的優化。
在圖5a)、5b)中，滑塊26的臂34具有從外部直到平臺40沿縱向彼此有間距的槽44，臂34通過這些槽44而分成段46(參見圖5a)。在這此特別的實例中，段46以彼此合乎規則的間隔設置。段46具有伸出總高度h2的凸出部48，這些凸出部48具有用于提高彈柔性的空腔50。臂34的分段和其彈簧彈性的構形可特別是通過臂34的彈性偏移吸收相對運動，據此減小磨損。
在圖6a)、6b)中示出了滑塊的另一個實施形式。在此，該滑塊包括一個作為腳32的大體呈四方形的插入體52和一個沿高度h1、h2方向彈性結構的、單獨的張緊盤54，該盤形成臂34和平臺40。在張緊盤54和插入體32中規定可被覆蓋的孔56、56′，這些孔一起形成用于容納固定元件30、30′的孔28。張緊盤54可構成為圓形的或矩形的。在該實例中，它也由調質鋼經過相應的表面處理制成。而插入體52由相空的結構鋼制成。
從所示出的滑塊26的多樣性中已經可以得知，還可以設想滑塊26的不同于所示出的形式的其它的實施形式。因此可以設想的是，在滑塊26中設置一個以上的孔28，來容納固定元件30、30′，由此進一步減小滑塊26傾斜風險。當使用螺釘30時，較小的緊固扭矩就足夠了。固定腳12中的長孔16的數目也可以不被限定為4個。可以是3個孔，設置成彼此呈三角形布置的長孔16，這便于裝配和拆卸。但孔的數目n也可以被設想為5、6或更多。與渦輪增壓器的構形和其重量相協調，增加長孔16的數目n對于穩固性而言是有利的，雖然這意味著在裝配時提高了成本。縱軸線20之間的夾角α、α′以及長孔16和滑塊26的尺寸和構形取決于渦輪增壓器的設計構形和重量，以及取決于由固定元件30、30′傳遞的夾緊力。
附圖標號10 排氣殼54 張緊盤12 固定腳56、56′孔14 固定裝置 α、α′夾角16 長孔 b 腳寬度17 邊緣 I 長度18 外周 h1腳高度20 縱軸線h2總高度22 共同中心 B 長孔寬度24 渦輪增壓器軸線L 長孔長度26 滑塊 H 長孔孔高28 通孔30 固定元件32 腳34 臂36 底座38 余隙40 平臺41 頭部41′螺釘頭42 斜面44 槽46 段48 凸出部50 空腔52 插入體
權利要求
1.用于以可固定在底座(36)中的固定裝置和以一個一體地成型在渦輪增壓器的排氣殼(10)上的固定腳(12)將渦輪增壓器固定在底座(36)上的裝置，其具有用于容納該固定裝置的孔，其特征在于，該孔是彼此間隔設置的長孔(16)，其縱軸線(20)星形地指向一個共同中心(22)，并且一個固定裝置包括一個可插入一個長孔(16)中的滑塊(26)和一個可固定在底座(36)中的固定元件(30、30′)，其中，固定元件(30、30′)可穿過滑塊(26)的一個為此設定的通孔(28)。
2.按權利要求1所述的固定裝置，其特征在于，星形布置的長孔(16)的縱軸線(20)的共同中心(22)位于渦輪增壓器的軸線(24)下面。
3.按權利要求1或2所述的固定裝置，其特征在于，長孔(16)是向固定腳(12)的外周(18)敞開的。
4.按權利要求1-3中任一項所述的固定裝置，其特征在于，長孔(16)的數目大于、等于3。
5.按權利要求3所述的固定裝置，其特征在于，在長孔(16)的數目等于4時，星形取向的縱軸線(20)之間的夾角α約等于90°。
6.按上述權利要求中任一項所述的固定裝置，其特征在于，滑塊(26)的長度(1)與總高度(h2)的比值大于、等于1。
7.按上述權利要求中任一項所述的固定裝置，其特征在于，滑塊(26)具有一大體呈T形的橫截面，其中，T形滑塊(26)的腳(32)有間隙地充滿長孔(16)的寬度(B)，并且其中，當滑塊(26)插入長孔(16)中時，T形滑塊(26)的臂(34)伸出長孔(16)背離底座(36)的邊緣(17)。
8.按權利要求7所述的固定裝置，其特征在于，T形滑塊(26)的腳(32)的腳高度(h1)大致相當于長孔(16)的孔高度(H)。
9.按權利要求7或8所述的固定裝置，其特征在于，T形滑塊(26)的臂(34)至少沿高度(h1、h2)方向為彈性結構。
10.按權利要求7-9中任一項所述的固定裝置，其特征在于，T形滑塊(26)的臂(34)在其長度(1)上借助于槽(44)分段，并且各個段(46)都為彈簧彈性結構。
11.按權利要求7-10中任一項所述的固定裝置，其特征在于，滑塊(26)的腳(32)大體上是一個插入體(52)并且T形滑塊(26)的臂(34)大體上通過一個單獨的張緊盤(54)構成，其中，在膨脹盤(54)和插入體(32)中設有可被覆蓋的孔(56、56′)，這些孔一起構成用于容納固定元件(30、30′)的孔(28)。
12.按上述權利要求中任一項所述的固定裝置，其特征在于，滑塊(26)具有數個用于容納固定元件(30、30′)的通孔(28)。
13.帶有一體成型的具有按上述權利要求中任一項所述的固定裝置(14)的固定腳(12)的排氣殼(10)。
全文摘要
用于以一個一體成型在渦輪增壓器的排氣殼(10)上的固定腳(12)將渦輪增壓器固定在底座上的裝置，該固定腳(12)具有彼此有間距的、最好為彼此星形設置的長孔(16)。為了固定渦輪增壓器，帶有通孔的滑塊(26)可插入長孔(16)中，固定在底座中的固定元件(30、30′)可穿過這些通孔。
文檔編號F16M7/00GK1444689SQ01813427
公開日2003年9月24日 申請日期2001年7月17日 優先權日2000年7月26日
發明者J·貝特蒂格, J·－Y·維爾羅 申請人:Abb渦輪系統有限公司