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EP3999721B1 - Turbine housing with a reduced stress connecting flange and exhaust gas turbine comprising such a turbine housing - Google Patents

Turbine housing with a reduced stress connecting flange and exhaust gas turbine comprising such a turbine housing

Info

Publication number
EP3999721B1
EP3999721B1 EP20733442.6A EP20733442A EP3999721B1 EP 3999721 B1 EP3999721 B1 EP 3999721B1 EP 20733442 A EP20733442 A EP 20733442A EP 3999721 B1 EP3999721 B1 EP 3999721B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
turbine
casing
housing
connection
turbine casing
Prior art date
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Active
Application number
EP20733442.6A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP3999721A1 (en
Inventor
Matthias Richner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Accelleron Switzerland Ltd
Original Assignee
Accelleron Switzerland Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Accelleron Switzerland Ltd filed Critical Accelleron Switzerland Ltd
Publication of EP3999721A1 publication Critical patent/EP3999721A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP3999721B1 publication Critical patent/EP3999721B1/en
Active legal-status Critical Current
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    • F01D25/24—Casings; Casing parts, e.g. diaphragms, casing fastenings
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Control Of Turbines (AREA)
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Description

Technisches Gebiet der ErfindungTechnical field of the invention

Die Erfindung betrifft ein Turbinengehäuse mit einem spannungsarmen Verbindungsflansch und eine Abgasturbine mit einem solchen Turbinengehäuse. Je nach Ausführungsform kann die Abgasturbine beispielsweise eine Turbolader-Turbine für einen Turbolader oder eine Nutzturbine sein.The invention relates to a turbine housing with a low-stress connecting flange and an exhaust gas turbine with such a turbine housing. Depending on the embodiment, the exhaust gas turbine can, for example, be a turbocharger turbine for a turbocharger or a utility turbine.

Stand der TechnikState of the art

Aus der US 2015/0143814 A1 ist ein einstückiges Abgassystem einer Gasturbine bekannt. Dieses Abgassystem weist ein Turbinenaustrittsgehäuse und einen Turbinenabgaskrümmer auf, wobei das Turbinenaustrittsgehäuse mit dem Turbinenabgaskrümmer an nach außen gerichteten Schnittstellenflanschen verbunden ist. Dies ermöglicht es, bei Bedarf den Turbinenabgaskrümmer durch ein einfaches Entkoppeln vom Turbinenaustrittsgehäuse zu lösen und durch ein neues Bauteil zu ersetzen.From the US 2015/0143814 A1 A one-piece exhaust system for a gas turbine is known. This exhaust system comprises a turbine outlet housing and a turbine exhaust manifold, the turbine outlet housing being connected to the turbine exhaust manifold via outward-facing interface flanges. This allows the turbine exhaust manifold to be easily detached from the turbine outlet housing and replaced with a new component if necessary.

Aus der EP 3 103 972 A1 ist eine Gasturbine bekannt, bei welcher ein Hochdruckturbinengehäuse mit einem Diffusorgehäuse an nach außen gerichteten Flanschen verbunden ist.From the EP 3 103 972 A1 A gas turbine is known in which a high-pressure turbine casing is connected to a diffuser casing via outwardly facing flanges.

Aus der EP 1 273 760 A1 ist ein Turbolader bekannt, bei welchem zwischen einer Turbineneinlaufspirale und einem einen kreisförmigen Durchgang definierenden Turbinendüsenring Dichtmittel angeordnet sind.From the EP 1 273 760 A1 A turbocharger is known in which sealing agents are arranged between a turbine inlet spiral and a turbine nozzle ring defining a circular passage.

Ein typischer Turbolader weist ein Turbinengehäuse, ein Lagergehäuse und ein Verdichtergehäuse auf, wobei das Turbinengehäuse mit dem Lagergehäuse und das Lagergehäuse des Weiteren mit dem Verdichtergehäuse verbunden ist.A typical turbocharger has a turbine housing, a bearing housing and a compressor housing, with the turbine housing being connected to the bearing housing and the bearing housing further connected to the compressor housing.

Die Verbindung zwischen dem Turbinengehäuse und dem Lagergehäuse muss mehrere Anforderungen erfüllen. Zu diesen Anforderungen gehören eine Gewährleistung von Gasdichtheit, eine Verhinderung einer Verdrehung zwischen den beiden Gehäusen aufgrund äußerer Kräfte und eine Gewährleistung des Zusammenhalts der beiden Gehäuse auch in einem Berstfall. Um diese Anforderungen erfüllen zu können muss die Verbindung zwischen dem Turbinengehäuse und dem Lagergehäuse insbesondere derart ausgebildet sein, dass sie großen Temperaturunterschieden zwischen dem Turbinengehäuse und dem Lagergehäuse und hohen Kräften in einem Berstfall gerecht wird. Eine zuverlässige Sicherheitsumschliessung - im Englischen "containment" genannt - ist in einem solchen Berstfall eine sehr wichtige und daher konstruktiv sehr anspruchsvolle Anforderung an eine Abgasturbine.The connection between the turbine housing and the bearing housing must meet several requirements. These include ensuring gas tightness, preventing twisting between the two housings due to external forces, and guaranteeing the cohesion of the two housings even in the event of a burst. To meet these requirements, the connection between the turbine housing and the bearing housing must be designed to withstand large temperature differences between the two housings and high forces in a burst. A reliable safety containment – also known as "containment" – is a crucial and therefore highly demanding design requirement for an exhaust gas turbine in such a burst scenario.

Es ist bereits bekannt, ein Turbinengehäuse mit einem Lagergehäuse unter Verwendung eines Klemmringes zu verbinden, der einen Endabschnitt eines Flansches des Turbinengehäuses mit einem am Endabschnitt des Flansches des Turbinengehäuses anliegenden Endabschnitt eines Flansches des Lagergehäuses verbindet. Eine derartige Klemmringverbindung kommt insbesondere bei Turboladern mit vergleichsweise geringen Leistungen zum Einsatz. Ein Nachteil einer derartigen Klemmringverbindung besteht darin, dass sie den Zusammenhalt der Gehäuse beim Auftreten eines Berstfalles, bei welchem hohe Kräfte wirksam werden, nicht gewährleisten können.It is already known to connect a turbine housing to a bearing housing using a clamping ring that connects an end section of a flange on the turbine housing to an end section of a flange on the bearing housing that abuts the end section of the flange on the turbine housing. Such a clamping ring connection is used particularly in turbochargers with comparatively low power outputs. A disadvantage of such a clamping ring connection is that it cannot guarantee the cohesion of the housings in the event of a burst, where high forces are exerted.

Bei Turboladern mit größerer Leistung, beispielsweise mit mehr als 500 KW Motorleistung pro Turbolader, hat sich in der Praxis eine Verbindung des Turbinengehäuses mit dem Lagergehäuse unter Verwendung eines mit Klemmlaschen ausgestatteten Flansches des Turbinengehäuses durchgesetzt. Durch diese Klemmlaschen sind beispielsweise Schrauben geführt, die in Gewindebohrungen des Turbinengehäuses eingedreht sind und die genannten Klemmlaschen an das Turbinengehäuse und das daran angrenzende Lagergehäuse pressen, wodurch auch das Lagergehäuse an das Turbinengehäuse gepresst wird. Bei Verwendung eines derartigen Klemmlaschenflansches wird aufgrund der starken Kräfte beim Auftreten eines Berstfalles eine vergleichsweise große Eindringtiefe der Schrauben in das Turbinengehäuse benötigt. Um diese große Eindringtiefe der Schrauben bereitstellen zu können ist es notwendig, die Dicke des Verbindungsflansches des Turbinengehäuses entsprechend groß zu dimensionieren. Diese große Dicke des Verbindungsflansches erhöht einerseits die Steifigkeit des Verbindungsflansches, bewirkt aber andererseits eine vergleichsweise langsame und auch ungleichmäßige Erhitzung des Verbindungsflansches des Turbinengehäuses. Dadurch erhöhen sich die thermisch transienten Spannungen im Turbinengehäuse, insbesondere im Bereich des Verbindungsflansches, aber auch im Bereich der Zunge des Turbinengehäuses. Die höheren thermisch transienten Spannungen führen wiederum zu einer reduzierten Lebensdauer des Turbinengehäuses und damit auch des gesamten Turboladers.For turbochargers with higher power output, for example, those with more than 500 kW of engine power per turbocharger, a connection between the turbine housing and the bearing housing using a turbine housing flange equipped with clamping lugs has become standard practice. These clamping lugs guide, for example, screws that are threaded into holes in the turbine housing and press the clamping lugs against the turbine housing and the adjacent bearing housing, thereby also pressing the bearing housing against the turbine housing. When using such a clamping lug flange, a comparatively large penetration depth of the screws into the turbine housing is required due to the high forces involved in a bursting event. To achieve this large penetration depth, To provide sufficient bolts, it is necessary to dimension the thickness of the turbine housing's connecting flange accordingly. This increased thickness of the connecting flange, while enhancing its rigidity, also results in a comparatively slow and uneven heating of the turbine housing's connecting flange. This, in turn, increases the transient thermal stresses within the turbine housing, particularly in the area of the connecting flange, but also in the area of the turbine housing's tongue. These higher transient thermal stresses, in turn, lead to a reduced service life of the turbine housing and consequently of the entire turbocharger.

Die Figur 1 zeigt eine erste Schnittdarstellung zur Veranschaulichung eines Turbinengehäuses nach dem Stand der Technik. Dieses Turbinengehäuse weist einen Verbindungflansch 2 auf, über welchen das Turbinengehäuse 1 mit dem Lagergehäuse 14 eines Turboladers verbunden ist. Diese Verbindung ist unter Verwendung von in Gehäuseverbindungsbohrungen des Verbindungsflansches eingedrehten Verbindungselementen realisiert, welche mittels Muttern 17 Klemmlaschen 16 auf den Verbindungsflansch 2 des Turbinengehäuses 1 und auf das Lagergehäuse 14 pressen, wodurch des Weiteren das Lagergehäuse 14 an das Turbinengehäuse gepresst wird. Die genannten Gehäuseverbindungsbohrungen sind voneinander beabstandet (das heisst räumlich voneinander entfernt) und sind in Umfangsrichtung entlang eines Kreises angeordnet. Die Klemmlaschen sind ebenfalls in Umfangsrichtung des Turbinengehäuses entlang eines Kreises angeordnet. Da - wie oben ausgeführt- die Anforderungen an die Verbindung zwischen dem Turbinengehäuse und dem Lagergehäuse hoch sind, muss die Eindringtiefe der Verbindungselemente in den Verbindungsflansch groß sein. Dies wiederum erfordert eine vergleichsweise große Flanschdicke 19 des Verbindungsflansches 2 im Bereich der Verbindung von Turbinengehäuse und Lagergehäuse.The Figure 1 Figure 1 shows a first sectional view illustrating a turbine housing according to the prior art. This turbine housing has a connecting flange 2, via which the turbine housing 1 is connected to the bearing housing 14 of a turbocharger. This connection is achieved using connecting elements screwed into housing connection bores of the connecting flange. These connecting elements, by means of nuts 17, press clamping tabs 16 onto the connecting flange 2 of the turbine housing 1 and onto the bearing housing 14, thereby further pressing the bearing housing 14 against the turbine housing. The aforementioned housing connection bores are spaced apart from each other (i.e., spatially separated) and are arranged circumferentially along a circle. The clamping tabs are also arranged circumferentially along a circle of the turbine housing. Since—as explained above—the requirements for the connection between the turbine housing and the bearing housing are high, the penetration depth of the connecting elements into the connecting flange must be large. This in turn requires a comparatively large flange thickness 19 of the connecting flange 2 in the area of the connection between the turbine housing and the bearing housing.

Die Figur 2 zeigt eine zweite Schnittdarstellung zur Veranschaulichung eines Turbinengehäuses nach dem Stand der Technik. Diese zweite Schnittdarstellung veranschaulicht das Turbinengehäuse an einer Schnittstelle, an welcher ein Verbindungselement 15 in eine Gehäuseverbindungsbohrung 3 des Verbindungsflansches 2 des Turbinengehäuses eingedreht ist. Auch aus der Figur 2 ist ersichtlich, dass eine Klemmlasche 16 sowohl auf das Turbinengehäuse 2 als auch auf das Lagergehäuse 14 gepresst wird, was unter Verwendung einer Mutter 17 und einer Unterlagscheibe 18 realisiert ist.The Figure 2 Figure 1 shows a second sectional view illustrating a turbine housing according to the prior art. This second sectional view illustrates the turbine housing at an interface where a connecting element 15 is screwed into a housing connection bore 3 of the connecting flange 2 of the turbine housing. Also from the Figure 2 It can be seen that a clamping tab 16 is pressed onto both the turbine housing 2 and the bearing housing 14, which is achieved using a nut 17 and a washer 18.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Turbinengehäuse und eine Abgasturbine anzugeben, bei welchen die oben anhand eines Turboladers genannten Nachteile reduziert sind.The object of the invention is to provide a turbine housing and an exhaust gas turbine in which the disadvantages mentioned above with reference to a turbocharger are reduced.

Kurze Darstellung der ErfindungBrief description of the invention

Diese Aufgabe wird durch ein Turbinengehäuse mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen bzw. eine Abgasturbine mit den im Anspruch 11 angegebenen Merkmalen gelöst.This problem is solved by a turbine housing with the features specified in claim 1 or by an exhaust gas turbine with the features specified in claim 11.

Ein derartiges Turbinengehäuse für eine Abgasturbine weist einen Verbindungsflansch zur lagergehäuseseitigen Anbindung an ein Lagergehäuse hin auf, in welchem in Umfangsrichtung voneinander beabstandete Gehäuseverbindungsbohrungen vorgesehen sind, wobei zwischen einander benachbarten Gehäuseverbindungsbohrungen radial nach innen in Richtung zu einer Längsmittelachse des Turbinengehäuses geöffnete Materialaussparungen im Verbindungsflansch vorgesehen sind, wobei der Verbindungsflansch eine lagergehäuseseitige Seitenwand des Turbinengehäuses ist, wobei der Verbindungsflansch einen Klemmrand und eine ringförmige Vertiefung aufweist, wobei die ringförmige Vertiefung in einem radial inneren Randbereich des Klemmrandes vorgesehen ist, wobei die ringförmige Vertiefung sich in Umfangsrichtung über den gesamten Umfang des Turbinengehäuses erstreckt und einen Vertiefungsboden aufweist, und wobei die Materialaussparungen in den Vertiefungsboden der ringförmigen Vertiefung eingebracht sind.. Je nach Ausführungsform und Anforderungen kann das Turbinengehäuse dabei auch mehrteilig sein. Je nach Anforderungen kann zwischen dem Turbinengehäuse und dem Lagergehäuse ein Hitzeschild oder ein Düsenring angeordnet sein.Such a turbine housing for an exhaust gas turbine has a connecting flange for connecting it to a bearing housing on the bearing housing side. Circumferentially spaced housing connection bores are provided in the connecting flange, with material recesses opening radially inwards towards a longitudinal center axis of the turbine housing between adjacent housing connection bores. The connecting flange is a bearing housing-side side wall of the turbine housing and has a clamping rim and an annular recess. The annular recess is located in a radially inner edge region of the clamping rim. The annular recess extends circumferentially over the entire circumference of the turbine housing and has a recess base. The material recesses are formed in the recess base of the annular recess. Depending on the embodiment and requirements, the turbine housing can also be multi-part. Depending on the requirements, a heat shield or a nozzle ring can be arranged between the turbine housing and the bearing housing.

In jedem Fall ist in dieser gesamten Beschreibung der Begriff "Bohrung" funktionell zu interpretieren und nicht herstellungsbedingt auf eine mechanische Bearbeitung mittels einer Bohrmaschine oder Fräsmaschine.In any case, the term "bore" in this entire description is to be interpreted functionally and not as referring to a mechanical processing using a drilling machine or milling machine.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die voneinander beabstandeten Gehäuseverbindungsbohrungen im Verbindungsflansch entlang mindestens eines Kreises angeordnet.According to one embodiment of the invention, the spaced-apart housing connection bores are arranged in the connecting flange along at least one circle.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist das Turbinengehäuse einen Klemmrand auf, der den Gehäuseverbindungsbohrungen in Radialrichtung benachbart angeordnet ist.According to one embodiment of the invention, the turbine housing has a clamping edge which is arranged adjacent to the housing connection bores in the radial direction.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist im Klemmrand eine ringförmige Vertiefung vorgesehen, die einen Vertiefungsboden aufweist, wobei die benachbarten Gehäuseverbindungsbohrungen in den Vertiefungsboden eingebracht sind und wobei die zwischen jeweils zwei benachbarten Gehäuseverbindungsbohrungen vorgesehenen Materialaussparungen im Vertiefungsboden vorgesehen sind.According to one embodiment of the invention, an annular recess is provided in the clamping edge, which has a recess bottom, wherein the adjacent housing connection bores are provided in the recess bottom and wherein the material recesses provided between each two adjacent housing connection bores are provided in the recess bottom.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist der Klemmrand im Bereich zwischen zwei benachbarten Gehäuseverbindungsbohrungen jeweils eine die ringförmige Vertiefung verbreiternde Klemmrandaussparung auf.According to one embodiment of the invention, the clamping edge in the area between two adjacent housing connection bores has a clamping edge recess that widens the annular recess.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung stimmt die Tiefe der Klemmrandaussparung mit der Summe der Tiefe der ringförmigen Vertiefung und der Tiefe der in der ringförmigen Vertiefung vorgesehenen Materialaussparungen überein.According to one embodiment of the invention, the depth of the clamping edge recess corresponds to the sum of the depth of the annular recess and the depth of the material recesses provided in the annular recess.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist das Turbinengehäuse mehrstückig ausgebildet.According to one embodiment of the invention, the turbine housing is designed in multiple parts.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung bildet der Klemmrand ein separates Teil des Turbinengehäueses.According to one embodiment of the invention, the clamping edge forms a separate part of the turbine housing.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung bildet ein Hitzeschild oder ein Düsenring ein separates Teil des Turbinengehäuses.According to one embodiment of the invention, a heat shield or a nozzle ring forms a separate part of the turbine housing.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der Klemmrand Bestandteil des Hitzeschildes oder des Düsenringes.According to one embodiment of the invention, the clamping edge is part of the heat shield or the nozzle ring.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist eine Abgasturbine ein Turbinengehäuse mit den erfindungsgemäßen Merkmalen auf.According to one embodiment of the invention, an exhaust gas turbine has a turbine housing with the features according to the invention.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist eine Abgasturbine ein mit dem Turbinengehäuse verbundenes Lagergehäuse auf, wobei das Turbinengehäuse mit dem Lagergehäuse mittels Verbindungselementen verbunden ist.According to one embodiment of the invention, an exhaust gas turbine has a bearing housing connected to the turbine housing, wherein the turbine housing is connected to the bearing housing by means of connecting elements.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist eine Abgasturbine Klemmelemente auf, die jeweils von einem Verbindungselement oder von mehreren Verbindungselementen an den Verbindungsflansch des Turbinengehäuses und an das Lagergehäuse gepresst sind.According to one embodiment of the invention, an exhaust gas turbine has clamping elements which are each pressed onto the connecting flange of the turbine housing and onto the bearing housing by one or more connecting elements.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die Klemmelemente der Abgasturbine an den Klemmrand gepresst.According to one embodiment of the invention, the clamping elements of the exhaust turbine are pressed against the clamping edge.

In einer sowohl konstruktiv als auch montagetechnisch einfachen Ausführungsform sind die Verbindungselemente Schrauben oder Gewindestifte.In a design that is simple in terms of both construction and assembly, the connecting elements are screws or threaded studs.

Die Vorteile der Erfindung bestehen insbesondere darin, dass die zwischen den Gehäuseverbindungsbohrungen vorgesehenen Materialaussparungen im Betrieb der jeweiligen Abgasturbine eine schnellere und gleichmäßigere Aufwärmung des Verbindungsflanschbereiches ermöglichen. Aufgrund dieser Materialaussparungen liegt des Weiteren im Bereich des Verbindungsflansches eine reduzierte Steifigkeit des Turbinengehäuses vor. Dadurch treten im Betrieb der Abgasturbine geringere thermisch-transiente Spannungen auf. Dies wiederum führt zu einer Verlängerung der Lebensdauer des Turbinengehäuses und damit auch zu einer Verlängerung der Lebensdauer der gesamten Abgasturbine.The advantages of the invention lie particularly in the fact that the material recesses provided between the housing connection bores enable faster and more uniform heating of the connection flange area during operation of the respective exhaust gas turbine. Furthermore, these material recesses result in reduced stiffness of the turbine housing in the area of the connection flange. This leads to lower thermal transient stresses during operation of the exhaust gas turbine. This, in turn, extends the service life of the turbine housing and thus also the service life of the entire exhaust gas turbine.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Es zeigt:

Figur 1
eine erste Schnittdarstellung zur Veranschaulichung eines Turbinengehäuses nach dem Stand der Technik,
Figur 2
eine zweite Schnittdarstellung zur Veranschaulichung eines Turbinengehäuses nach dem Stand der Technik,
Figur 3
eine Skizze zur Veranschaulichung eines erfindungsgemäßen Turbinengehäuses,
Figur 4
eine Schnittdarstellung in Radialrichtung zur Veranschaulichung einer Ausführungsform der Erfindung,
Figur 5
eine Schnittdarstellung gemäß der in der Figur 4 gezeigten Schnittlinie C-C,
Figur 6
eine Skizze zur Veranschaulichung einer anderen Ausführungsform der Erfindung,
Figur 7
eine Schnittdarstellung in Richtung der in der Figur 6 gezeigten Schnittlinie A-A,
Figur 8
eine Skizze zur Veranschaulichung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung und
Figur 9
eine Schnittdarstellung in Richtung der in der Figur 8 gezeigten Schnittlinie B - B.
It shows:
Figure 1
A first sectional view to illustrate a turbine housing according to the state of the art,
Figure 2
a second sectional view to illustrate a state-of-the-art turbine housing,
Figure 3
a sketch to illustrate a turbine housing according to the invention,
Figure 4
a sectional view in the radial direction to illustrate an embodiment of the invention,
Figure 5
a sectional view according to the one in the Figure 4 shown section line CC,
Figure 6
a sketch to illustrate another embodiment of the invention,
Figure 7
a sectional view in the direction of the Figure 6 shown section line AA,
Figure 8
a sketch to illustrate a further embodiment of the invention and
Figure 9
a sectional view in the direction of the Figure 8 shown section line B - B.

Detaillierte Beschreibung von AusführungsbeispielenDetailed description of implementation examples

Die Figur 3 zeigt eine Skizze zur Veranschaulichung eines erfindungsgemäßen Turbinengehäuses, wobei in der Figur 3 nur ein Teilbereich dieses Turbinengehäuses dargestellt ist. Das Turbinengehäuse weist einen koaxial zu einer Längsmittelachse des Turbinengehäuses angeordneten Verbindungsflansch 2 auf, welcher mit einem Klemmrand 7 ausgestattet ist. In diesem Klemmrand 7 sind sich in Radialrichtung 8 nach innen erstreckende Verbindungsstege 19 vorgesehen, in welche Gehäuseverbindungsbohrungen 3 eingebracht sind. Die genannten Verbindungsstege 19 und damit auch die in diese eingebrachten Gehäuseverbindungsbohrungen 3 sind in Umfangsrichtung 9 des Turbinengehäuses voneinander beabstandet. Sie sind im Verbindungsflansch in Umfangsrichtung 9 entlang eines oder mehrerer Kreise angeordnet. Zwischen jeweils zwei in Umfangsrichtung 9 voneinander beabstandeten Gehäuseverbindungsbohrungen 3 sind im Klemmrand 7 des Verbindungsflansches 2 radial nach innen geöffnete Materialaussparungen 4 vorgesehen. Diese Materialaussparungen 4 können durch eine Materialabtragung in den Klemmrand des Verbindungsflansches eingebracht werden oder bei einer Verwendung eines formgebenden Fertigungsverfahrens direkt modelliert werden. Die Geometrie der Materialaussparungen kann unterschiedlich gewählt werden. Beispielsweise können die Materialaussparungen halbrund, elliptisch, glockenförmig oder rechteckig ausgeführt sein.The Figure 3 Figure 1 shows a sketch illustrating a turbine housing according to the invention, wherein in the Figure 3 Only a portion of this turbine housing is shown. The turbine housing has a connecting flange 2 arranged coaxially to a longitudinal center axis of the turbine housing, which is equipped with a clamping edge 7. Connecting webs 19 extending radially inwards in the direction 8 are provided in this clamping edge 7, into which housing connection bores 3 are provided. The aforementioned connecting webs 19, and thus also the housing connection bores 3 provided in them, are spaced apart from one another in the circumferential direction 9 of the turbine housing. They are arranged in the connecting flange along one or more circles in the circumferential direction 9. Between each pair of housing connection bores 3 spaced apart in the circumferential direction 9, material recesses 4 opening radially inwards are provided in the clamping edge 7 of the connecting flange 2. These material recesses 4 can be produced by removing material from the clamping edge of the connecting flange or, if a forming manufacturing process is used, can be directly modeled. The geometry of the material cutouts can be chosen differently. For example, the material cutouts can be semicircular, elliptical, bell-shaped, or rectangular.

Eine Verbindung des Turbinengehäuses mit einem in der Figur 3 nicht dargestellten Lagergehäuse eines Turboladers erfolgt ebenso wie oben im Zusammenhang mit der Figur 2 erläutert wurde unter Verwendung von Verbindungselementen, die in jeweils eine Gehäuseverbindungsbohrung 3 des Verbindungsflansches 2 eingebracht sind, wobei des Weiteren in Umfangsrichtung des Turbinengehäuses entlang eines Kreises angeordnete Klemmelemente, bei denen es sich in einer Ausführungsform um Klemmlaschen handelt, sowohl auf das Turbinengehäuse als auch auf das Lagergehäuse gepresst werden, was jeweils unter Verwendung einer Mutter und einer Unterlagscheibe realisiert ist.A connection of the turbine housing with one in the Figure 3 The bearing housing of a turbocharger, not shown, is replaced in the same way as described above in connection with the Figure 2 This was explained using connecting elements that are inserted into a housing connection bore 3 of the connecting flange 2, Furthermore, clamping elements arranged circumferentially along a circle of the turbine housing, which in one embodiment are clamping tabs, are pressed onto both the turbine housing and the bearing housing, each using a nut and a washer.

Die im Unterschied zum Stand der Technik vorgesehenen Materialaussparungen 4 bewirken im Betrieb des Turboladers eine schnellere und gleichmäßigere Aufwärmung des Verbindungsflansches 2 des Turbinengehäuses. Des Weiteren liegt aufgrund der in den Verbindungsflansch 2 eingebrachten Materialaussparungen 4 eine reduzierte Steifigkeit des Turbinengehäuses im Bereich des Verbindungsflansches 2 vor. Dies wiederum hat zur Folge, dass im Bereich des Verbindungsflansches 2 im Vergleich zum Stand der Technik verringerte thermisch-transiente Spannungen auftreten. Durch diese Verringerung der thermische-transienten Spannungen im Bereich des Verbindungsflansches werden die Lebensdauer des Turbinengehäuses und damit auch die Lebensdauer des gesamten Turboladers verlängert.The material recesses 4, which differ from the prior art, result in faster and more uniform heating of the turbine housing's connecting flange 2 during turbocharger operation. Furthermore, the material recesses 4 incorporated into the connecting flange 2 reduce the turbine housing's stiffness in the area of the connecting flange 2. This, in turn, leads to reduced thermal transient stresses in the area of the connecting flange 2 compared to the prior art. This reduction in thermal transient stresses in the area of the connecting flange extends the service life of the turbine housing and thus also the service life of the entire turbocharger.

Die Figur 4 zeigt eine Schnittdarstellung in Radialrichtung zur Veranschaulichung einer Ausführungsform der Erfindung. Dargestellt sind der Verbindungsflansch 2 des Turbinengehäuses und das mit dem Verbindungsflansch 2 und damit mit dem Turbinengehäuse verbundene Lagergehäuse 14. Weiterhin ist aus der Figur 4 ersichtlich, dass in der dargestellten Schnittebene die Verbindung des Turbinengehäuses mit dem Lagergehäuse unter Verwendung einer Klemmlasche 16 realisiert ist. Diese Klemmlasche 16 wird auf den Verbindungsflansch 2 des Turbinengehäuses und auf das Lagergehäuse 14 gepresst. Diese Pressung ist unter Verwendung einer Mutter 17 und einer zwischen der Mutter 17 und der Klemmlasche 16 angeordneten Unterlagscheibe 18 realisiert. Ferner geht aus der Figur 4 hervor, dass durch diese Pressung das Lagergehäuse gegen den Verbindungsflansch 2 des Turbinengehäuses gepresst wird, da das Lagergehäuse 14 einen radial nach außen, d.h. in der Figur 4 nach oben, gerichteten Klemmrand aufweist, dessen Rückseite auf einen in Radialrichtung nach innen, d.h. in der Figur 4 nach unten, gerichteten Fortsatz des Verbindungsflansches 2 gepresst wird. Schließlich ist aus der Figur 4 auch eine der in der Figur 3 veranschaulichten Aussparungen 4 ersichtlich, welche im miteinander verbundenen Zustand des Turbinengehäuses mit dem Lagergehäuse in der gezeigten Schnittebene in Axialrichtung zwischen der Klemmlasche 16 und dem Verbindungsflansch 2 vorgesehen ist.The Figure 4 Figure 1 shows a sectional view in the radial direction to illustrate an embodiment of the invention. Shown are the connecting flange 2 of the turbine housing and the bearing housing 14 connected to the connecting flange 2 and thus to the turbine housing. Furthermore, the following can be seen from the Figure 4 It is evident that in the depicted section plane, the connection between the turbine housing and the bearing housing is realized using a clamping tab 16. This clamping tab 16 is pressed onto the connecting flange 2 of the turbine housing and onto the bearing housing 14. This pressing action is achieved using a nut 17 and a washer 18 arranged between the nut 17 and the clamping tab 16. Furthermore, it is evident from the Figure 4 This shows that this pressure presses the bearing housing against the connecting flange 2 of the turbine housing, since the bearing housing 14 has a radial outward thrust, i.e. in the Figure 4 has an upward-facing clamping edge, the back of which faces radially inwards, i.e. in the Figure 4 downwards, the extension of the connecting flange 2 is pressed. Finally, the Figure 4 also one of the in Figure 3 The illustrated recesses 4 show that, in the connected state of the turbine housing with the bearing housing, the section plane shown is provided in the axial direction between the clamping tab 16 and the connecting flange 2.

Die Figur 5 zeigt eine Schnittdarstellung gemäß der in der Figur 4 gezeigten Schnittlinie C-C. Aus dieser Darstellung ist insbesondere ersichtlich, dass zwischen jeweils zwei in Umfangsrichtung 9 voneinander beabstandeten Gehäuseverbindungsbohrungen 3, in welche Verbindungselemente 15 eingebracht sind, im Klemmrand 7 des Verbindungsflansches 2 des Turbinengehäuses Materialaussparungen 4 vorgesehen sind, die sich in der gezeigten Schnittebene in Radialrichtung 8 außerhalb des Lagergehäuses 14 befinden und radial nach innen geöffnet sind.The Figure 5 shows a sectional view according to the one in the Figure 4 Section line CC shown. From this illustration it is particularly evident that between each pair of housing connection bores 3 spaced apart in the circumferential direction 9, into which connecting elements 15 are inserted, material recesses 4 are provided in the clamping edge 7 of the connecting flange 2 of the turbine housing, which are located in the section plane shown in the radial direction 8 outside the bearing housing 14 and are open radially inwards.

Die Figur 6 zeigt eine Skizze zur Veranschaulichung einer anderen Ausführungsform der Erfindung. Bei dieser anderen Ausführungsform ist im radial inneren Randbereich des Klemmrandes 7 des Verbindungsflansches 2 des Turbinengehäuses eine ringförmige Vertiefung 5 vorgesehen, die sich in Umfangrichtung 9 über den gesamten Umfang des Turbinengehäuses erstreckt. Diese ringförmige Vertiefung 5 weist einen Vertiefungsboden 6 auf.The Figure 6 Figure 1 shows a sketch illustrating another embodiment of the invention. In this other embodiment, an annular recess 5 is provided in the radially inner edge region of the clamping edge 7 of the connecting flange 2 of the turbine housing, extending in the circumferential direction 9 over the entire circumference of the turbine housing. This annular recess 5 has a recess base 6.

Bei dieser Ausführungsform der Erfindung sind die in Umfangsrichtung 9 voneinander beabstandeten Gehäuseverbindungsbohrungen 3 in den Vertiefungsboden 6 der ringförmigen Vertiefung 5 eingebracht.In this embodiment of the invention, the housing connection bores 3, spaced apart from each other in the circumferential direction 9, are inserted into the base 6 of the annular recess 5.

Des Weiteren sind bei dieser Ausführungsform die zwischen jeweils zwei benachbarten Gehäuseverbindungsbohrungen 3 vorgesehenen Materialaussparungen 4 ebenfalls in den Vertiefungsboden 6 der ringförmigen Vertiefung 5 eingebracht. Diese Materialaussparungen 4 erstrecken sich in Radialrichtung 8 über den gesamten Vertiefungsboden 6.Furthermore, in this embodiment, the material recesses 4 provided between each pair of adjacent housing connection bores 3 are also incorporated into the base 6 of the annular recess 5. These material recesses 4 extend radially 8 across the entire base 6 of the recess.

Durch das Einbringen der Gehäuseverbindungsbohrungen 3 und der Materialaussparungen 4 in den Vertiefungsboden 6 der ringförmigen Vertiefung 5 wird die Dicke des Verbindungsflansches 2 des Turbinengehäuses im Verbindungsbereich des Turbinengehäuses mit dem Lagergehäuse und damit die im Betrieb des Turboladers auftretenden thermisch-transienten Spannungen im Verbindungsflansch 2 weiter reduziert.By introducing the housing connection bores 3 and the material recesses 4 into the recess base 6 of the annular recess 5, the thickness of the connecting flange 2 of the turbine housing in the connection area of the turbine housing with the bearing housing and thus the thermally transient stresses occurring in the connecting flange 2 during operation of the turbocharger are further reduced.

Die Figur 7 zeigt eine Schnittdarstellung in Richtung der in der Figur 6 gezeigten Schnittlinie A - A. In dieser Figur 7 ist die Tiefe der in den Vertiefungsboden 6 eingebrachten Gehäuseverbindungsbohrungen 3 mit der Bezugszahl 12 bezeichnet. Des Weiteren ist ersichtlich, dass bei dieser Ausführungsform die Tiefe der Materialaussparungen 4 mit der Tiefe 12 der in den Vertiefungsboden 6 eingebrachten Gehäuseverbindungsbohrungen 3 übereinstimmt. Gemäß anderer Ausführungsformen kann sich die Tiefe der Materialaussparungen 4 auch von der Tiefe der Gehäuseverbindungsbohrungen 3 unterscheiden. Die Tiefe der ringförmigen Vertiefung 5 ist mit der Bezugszahl 11 bezeichnet. Die Summe der Tiefe 11 der ringförmigen Vertiefung und der Tiefe 12 der in den Vertiefungsboden eingebrachten Gehäuseverbindungsbohrungen ist mit der Bezugszahl 20 bezeichnet.The Figure 7 shows a cross-sectional view in the direction of the Figure 6 shown section line A - A. In this Figure 7 The depth of the housing connection bores 3 in the recess base 6 is designated by the reference numeral 12. Furthermore, it is evident that in this embodiment, the depth of the material recesses 4 corresponds to the depth 12 of the housing connection bores 3 in the recess base 6. According to other embodiments, the depth of the material recesses 4 may also differ from the depth of the housing connection bores 3. The depth of the annular recess 5 is designated by the reference numeral 11. The sum of the depth 11 of the annular recess and the depth 12 of the housing connection bores in the recess base is designated by the reference numeral 20.

Die Figur 8 zeigt eine Skizze zur Veranschaulichung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Bei dieser weiteren Ausführungsform ist wiederum im radial inneren Randbereich des Klemmrandes 7 des Verbindungsflansches 2 des Turbinengehäuses eine ringförmige Vertiefung 5 vorgesehen, die sich in Umfangsrichtung 9 über den gesamten Umfang des Turbinengehäuses erstreckt. In den Vertiefungsboden 6 der ringförmigen Vertiefung 5 sind wiederum in Umfangsrichtung 9 voneinander beabstandete Gehäuseverbindungsbohrungen 3 eingebracht, zwischen denen sich die Materialaussparungen 4 befinden. Diese Aussparungen 4 sind in Radialrichtung 8 nach innen geöffnet und erstrecken sich bis in den Bereich des Klemmrandes 7. Folglich weist bei dieser Weiterbildung der Klemmrand 7 Klemmrandaussparungen 10 auf, die jeweils zwischen zwei einander benachbarten Gehäuseverbindungsbohrungen 3 vorgesehen sind. Diese Klemmrandaussparungen 10 erstrecken sich beim gezeigten Ausführungsbeispiel in Radialrichtung 8 durch den gesamten Klemmrand 7.The Figure 8 Figure 1 shows a sketch illustrating a further embodiment of the invention. In this further embodiment, an annular recess 5 is again provided in the radially inner edge region of the clamping edge 7 of the connecting flange 2 of the turbine housing, extending circumferentially 9 over the entire circumference of the turbine housing. Housing connection bores 3, spaced apart from one another circumferentially 9, are again provided in the base 6 of the annular recess 5, between which the material recesses 4 are located. These recesses 4 are open inwards in the radial direction 8 and extend into the region of the clamping edge 7. Consequently, in this further development, the clamping edge 7 has clamping edge recesses 10, each provided between two adjacent housing connection bores 3. In the illustrated embodiment, these clamping edge recesses 10 extend radially 8 through the entire clamping edge 7.

Die Figur 9 zeigt eine Schnittdarstellung in Richtung der in der Figur 8 gezeigten Schnittlinie B - B. Gemäß dieser Figur 9 weist die im Klemmrand 7 vorgesehene Klemmrandaussparung 10 eine erste Tiefe 20 auf. Die ringförmige Vertiefung 5 weist eine zweite Tiefe 11 auf. Die in den Vertiefungsboden 6 eingebrachten Gehäuseverbindungsbohungen 3 weisen eine dritte Tiefe 12 auf. Die erste Tiefe 20 der Klemmrandaussparung 10 stimmt beim gezeigten Ausführungsbeispiel mit der Summe der zweiten Tiefe 11 der ringförmigen Vertiefung 5 und der dritten Tiefe 12 der in der ringförmigen Vertiefung 5 vorgesehenen Gehäuseverbindungsbohrung 3 überein. Die Tiefen 20, 11 und 12 erstrecken sich jeweils in Axialrichtung 13 des Turbinengehäuses.The Figure 9 shows a cross-sectional view in the direction of the Figure 8 shown section line B - B. According to this Figure 9 The clamping edge recess 10 provided in the clamping edge 7 has a first depth 20. The annular recess 5 has a second depth 11. The housing connection bores 3 introduced into the recess base 6 have a third depth 12. In the illustrated embodiment, the first depth 20 of the clamping edge recess 10 corresponds to the The sum of the second depth 11 of the annular recess 5 and the third depth 12 of the casing connection bore 3 provided in the annular recess 5 coincide. The depths 20, 11 and 12 each extend in the axial direction 13 of the turbine casing.

Im Folgenden werden bevorzugte allgemeine Aspekte der Erfindung beschrieben, wobei sich die Bezugszeichen auf alle vorgenannten Ausführungsformen beziehen, das Gesagte jedoch auf keine einzelne Ausführungsform beschränkt ist, sondern vielmehr mit beliebigen Ausführungsformen und Aspekten kombinierbar ist.The following describes preferred general aspects of the invention, wherein the reference numerals refer to all the aforementioned embodiments, but the statements made are not limited to any single embodiment, but can rather be combined with any embodiments and aspects.

Gemäß einem Aspekt ist aufgrund der in den Verbindungsflansch 2 zusätzlich zu den Gehäuseverbindungsbohrungen 3 eingebrachten Aussparungen 4 bzw. 10 die Flanschdicke 19 des Verbindungsflansches 2 reduziert, so dass im Vergleich zum Stand der Technik die im Verbindungsflansch 2 auftretenden thermisch-transienten Spannungen reduziert sind, was zu einer verlängerten Lebensdauer des Turbinengehäuses und damit des gesamten Turboladers führt. Dieser Turbolader weist ein Turbinengehäuse auf, wie es vorstehend erläutert wurde.According to one aspect, the flange thickness 19 of the connecting flange 2 is reduced due to the recesses 4 and 10, respectively, which are incorporated into the connecting flange 2 in addition to the housing connection bores 3. This reduces the thermally transient stresses occurring in the connecting flange 2 compared to the prior art, leading to an extended service life of the turbine housing and thus of the entire turbocharger. This turbocharger has a turbine housing as described above.

Gemäß einem weiteren Aspekt weist dieser Turbolader ein mit dem Turbinengehäuse verbundenes Lagergehäuse auf, wobei das Turbinengehäuse mit dem Lagergehäuse mittels in die Gehäuseverbindungsbohrungen 3 des Turbinengehäuses eingebrachter Verbindungselemente 15 verbunden ist, bei denen es sich beispielsweise um Schrauben oder Gewindestifte handelt.According to another aspect, this turbocharger has a bearing housing connected to the turbine housing, wherein the turbine housing is connected to the bearing housing by means of connecting elements 15 inserted into the housing connection bores 3 of the turbine housing, which are, for example, screws or threaded studs.

Gemäß einem weiteren Aspekt weist der Turbolader als Klemmlaschen 16 realisierte Klemmelemente auf, die jeweils von einem oder mehreren Verbindungselementen an den Verbindungsflansch 2 des Turbinengehäuses und an das Lagergehäuse 14 gepresst sind. Die Klemmelemente sind dabei an einen Klemmrand des Verbindungsflansches gepresst. An Stelle von Klemmlaschen können auch beispielsweise Klemmscheiben oder Klemmringe verwendet werden. Die Klemmelemente sind vorzugsweise zumindest geringfügig elastisch ausgebildet, um beim Anziehen der Muttern zumindest geringfügig nachgeben zu können.According to another aspect, the turbocharger features clamping elements implemented as clamping tabs 16, each of which is pressed against the connecting flange 2 of the turbine housing and against the bearing housing 14 by one or more connecting elements. The clamping elements are pressed against a clamping edge of the connecting flange. Instead of clamping tabs, clamping discs or clamping rings, for example, can also be used. The clamping elements are preferably designed to be at least slightly elastic so that they can yield at least slightly when the nuts are tightened.

Gemäß einem weiteren Aspekt sind die voneinander beabstandeten Gehäuseverbindungsbohrungen 3 im Verbindungsflansch 2 in Umfangsrichtung entlang mindestens eines Kreises, bevorzugt höchstens dreier oder höchstens zweier (zueinander und/oder zur Turbinenachse konzentrischer) Kreise angeordnet und erstrecken sich entlang des gesamten mindestens einen Kreises, vorzugsweise über den gesamten Kreisumfang in regelmäßigen Abständen verteilt. Die Anzahl an erforderlichen Gehäuseverbindungsbohrungen richtet sich nach den Festigkeitsanforderungen bei einem Schadenfall (containment) und den Dichtigkeitsanforderungen.According to a further aspect, the spaced-apart housing connection bores 3 in the connection flange 2 are arranged circumferentially along at least one circle, preferably at most three or at most two (concentric to each other and/or to the turbine axis), and extend along the entire circumference of the at least one circle, preferably distributed at regular intervals. The number of required housing connection bores depends on the strength requirements in the event of damage (containment) and the sealing requirements.

Gemäß einem weiteren Aspekt können die voneinander beabstandeten Gehäuseverbindungsbohrungen 3 im Verbindungsflansch 2 in Umfangsrichtung auch entlang zweier oder mehrerer Kreise angeordnet sein, wobei beispielsweise jede zweite Gehäuseverbindungsbohrung 3 entlang eines ersten Kreises angeordnet ist und jede dazwischenliegende Gehäuseverbindungsbohrung 3 entlang eines zweiten Kreises angeordnet ist.According to another aspect, the spaced-apart housing connection bores 3 in the connection flange 2 can also be arranged circumferentially along two or more circles, wherein, for example, every second housing connection bore 3 is arranged along a first circle and every intermediate housing connection bore 3 is arranged along a second circle.

Gemäß einem Aspekt weist der Flansch mindestens fünf Gehäuseverbindungsbohrungen 3 und/oder mindestens zwei, vorzugsweise mindestens vier, besonders bevorzugt mindestens fünf der Materialaussparungen 4 zwischen einander benachbarten Gehäuseverbindungsbohrungen 3 auf.According to one aspect, the flange has at least five housing connection bores 3 and/or at least two, preferably at least four, particularly preferably at least five material recesses 4 between adjacent housing connection bores 3.

Gemäß einem weiteren Aspekt sind zwischen allen Gehäuseverbindungsbohrungen 3 Materialaussparungen 4 vorgesehen. Die Materialaussparungen 4 sind radial nach innen geöffnet. Die Materialaussparungen 4 sind vorzugsweise in axialer Richtung durch eine (z.B. ringförmige) Rückseite des Verbindungsflansches abgeschlossen, sind also in axialer Richtung nicht durchgängig.According to a further aspect, material recesses 4 are provided between all housing connection bores. The material recesses 4 are open radially inwards. The material recesses 4 are preferably closed in the axial direction by a (e.g., annular) rear side of the connecting flange, i.e., they are not continuous in the axial direction.

Alternativ dazu können Materialaussparungen 4 nicht zwischen allen Gehäuseverbindungsbohrungen 3 vorgesehen sein, sondern nur dort, wo der Einfluss auf die Lebensdauer relevant ist, beispielsweise im Bereich des Eintrittes in die Spirale.Alternatively, material recesses 4 can be provided not between all housing connection bores 3, but only where the influence on the service life is relevant, for example in the area of the entry into the spiral.

Gemäß einem Aspekt ist der Flansch koaxial zur Längsmittelache des Turbinengehäuses angeordnet.According to one aspect, the flange is arranged coaxially to the longitudinal center axis of the turbine housing.

Gemäß einem weiteren Aspekt ist der Flansch zu einem Lagergehäuse der Abgasturbine hin ausgerichtet bzw. für die Verbindung des Turbinengehäuses mit dem Lagergehäuse angeordnet (optional mit einem Teil eines Hitzeschilds und/oder eines Diffusorrings zwischen dem Flansch und dem entsprechenden Teil des Lagergehäuses).According to another aspect, the flange is aligned towards a bearing housing of the exhaust turbine or arranged for the connection of the turbine housing with the bearing housing (optionally with part of a heat shield and/or a diffuser ring between the flange and the corresponding part of the bearing housing).

Gemäß einem Aspekt hat die Aussparung 4 eine Bogenlänge in Umfangsrichtung von mehr als dem halben Abstand zwischen den Zentren der beiden Gehäuseverbindungsbohrungen 3.According to one aspect, the recess 4 has an arc length in the circumferential direction of more than half the distance between the centers of the two housing connection bores 3.

Gemäß einem Aspekt weist der Verbindungsflansch 2 Verbindungsstege 19 auf, welche die Gehäuseverbindungsbohrungen 3 zumindest abschnittsweise unmittelbar umgeben und welche in Umfangsrichtung zwischen den benachbarten Gehäuseverbindungsbohrungen 3 und der dazwischenliegenden Materialaussparung 4 angeordnet sind.According to one aspect, the connecting flange 2 has connecting webs 19 which directly surround the housing connecting bores 3 at least partially and which are arranged in the circumferential direction between the adjacent housing connecting bores 3 and the intermediate material recess 4.

Gemäß einem Aspekt weist der Verbindungsflansch 2 einen Klemmrand 7 auf, der den Gehäuseverbindungsbohrungen 3 in Radialrichtung 8 benachbart angeordnet ist.According to one aspect, the connecting flange 2 has a clamping edge 7 which is arranged adjacent to the housing connecting bores 3 in radial direction 8.

Gemäß einem Aspekt verlaufen die Verbindungsstege 19 ausgehend von dem Klemmrand 7 radial nach innen. Der Klemmrand kann als separates Teil des Turbinengehäuses vorgesehen sein oder einstückig mit dem übrigen Turbinengehäuse bzw. Verbindungsflansch vorgesehen sein.According to one aspect, the connecting webs 19 extend radially inwards from the clamping edge 7. The clamping edge can be provided as a separate part of the turbine housing or integrally with the rest of the turbine housing or connecting flange.

Gemäß einem Aspekt kann das Turbinengehäuse mehrstückig ausgebildet sein. In diesem Fall kann ein Hitzeschild oder ein Düsenring ein separates Teil des Turbinengehäuses bilden. Der Klemmrand des Turbinengehäuses kann in diesem Fall Teil des Hitzeschildes oder des Düsenrings sein, d.h. in das Hitzeschild oder den Düsenring integriert sein.From one perspective, the turbine housing can be multi-part. In this case, a heat shield or nozzle ring can form a separate part of the turbine housing. The clamping edge of the turbine housing can then be part of the heat shield or nozzle ring, i.e., integrated into the heat shield or nozzle ring.

Gemäß einem Aspekt sind die Verbindungsstege gegenüber dem Klemmrand 7 in axialer Richtung vertieft angeordnet. Mit anderen Worten steht der Klemmrand (z.B. um weniger als 1 mm oder sogar um höchstens 0,5 mm und/oder um mehr als 0,1 mm) in axialer Richtung über die Verbindungsstege hervor (z.B. in Richtung weg von dem Turbinengehäuse bzw. hin zu dem Lagergehäuse der Abgasturbine). Demnach bilden die Verbindungsstege einen Teil eines Vertiefungsbodens. Gemäß einem Aspekt sind die zwischen jeweils zwei benachbarten Gehäuseverbindungsbohrungen vorgesehenen Materialaussparungen 4 gegenüber den Verbindungsstegen noch weiter in axialer Richtung vertieft angeordnet.According to one aspect, the connecting webs are recessed axially relative to the clamping edge 7. In other words, the clamping edge protrudes axially beyond the connecting webs (e.g., by less than 1 mm or even by a maximum of 0.5 mm and/or by more than 0.1 mm) (e.g., away from the turbine housing or towards the bearing housing of the exhaust turbine). Thus, the connecting webs form part of a recessed base. According to another aspect, the material recesses 4 provided between each pair of adjacent housing connection bores are recessed even further axially relative to the connecting webs.

Gemäß einem Aspekt kann der Klemmrand in Umfangsrichtung durchgehend (unterbrechungsfrei) verlaufen oder Aussparungen aufweisen.According to one aspect, the clamping edge can run continuously (without interruption) in the circumferential direction or have recesses.

Gemäß einem Aspekt weist der Verbindungsflansch 2 eine ringförmige Vertiefung 5 auf, die einen Vertiefungsboden 6 aufweist.According to one aspect, the connecting flange 2 has an annular recess 5 which has a recess bottom 6.

Gemäß einem Aspekt sind die benachbarten Gehäuseverbindungsbohrungen 3 in den Vertiefungsboden eingebracht.According to one aspect, the adjacent housing connection bores 3 are inserted into the bottom of the recess.

Gemäß einem Aspekt sind die zwischen jeweils zwei benachbarten Gehäuseverbindungsbohrungen vorgesehenen Materialaussparungen 4 im Vertiefungsboden vorgesehen.According to one aspect, the material recesses 4 provided between each pair of adjacent housing connection bores are provided in the base of the recess.

Wie aus den vorstehenden Ausführungen ersichtlich ist, betrifft ein bevorzugter Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Turbinengehäuse für eine Abgasturbine, welches einen Verbindungsflansch zur lagergehäuseseitigen Anbindung des Turbinengehäuses an ein Lagergehäuse der Abgasturbine aufweist. Bei diesem Verbindungsflansch handelt es sich vorzugsweise um eine lagergehäuseseitige Seitenwand des Turbinengehäuses. Die Seitenwand des Turbinengehäuses ist vorzugsweise zu einer direkten Verbindung mit einer turbinenseitigen Seitenwand des Lagergehäuses ausgebildet, bzw. direkt mit der turbinenseitigen Seitenwand des Lagergehäuses verbunden. Die Seitenwand des Turbinengehäuses ist vorzugsweise zu einer Verbindung mit einer turbinenseitigen Seitenwand des Lagergehäuses mittels eines (in die Gehäuseverbindungsbohrungen des Turbinengehäuses eindringenden) gemeinsamen Verbindungselements, z.B. einer Verbindungsschraube, ausgebildet, bzw. mittels eines solchen gemeinsamen Verbindungselements mit der turbinenseitigen Seitenwand des Lagergehäuses verbunden. Gemäß einem bevorzugten Aspekt sindan der Verbindungsstelle keine radial nach außen gerichteten Verbindungsflansche vorhanden, und/oder solche Verbindungsflansche werden nicht benötigt, um das Turbinengehäuse mit dem Lagergehäuse zu verbinden.As can be seen from the foregoing, a preferred aspect of the present invention relates to a turbine housing for an exhaust gas turbine, which has a connecting flange for connecting the turbine housing to a bearing housing of the exhaust gas turbine on the bearing housing side. This connecting flange is preferably a bearing housing-side side wall of the turbine housing. The side wall of the turbine housing is preferably designed to form a direct connection with a turbine-side side wall of the bearing housing, or is directly connected to the turbine-side side wall of the bearing housing. The side wall of the turbine housing is preferably designed to form a connection with a turbine-side side wall of the bearing housing by means of a (penetrating into the housing connection bores of the turbine housing) The turbine housing is connected to the bearing housing by means of a common connecting element, e.g., a connecting screw. According to a preferred aspect, no radially outwardly directed connecting flanges are present at the connection point, and/or such connecting flanges are not required to connect the turbine housing to the bearing housing.

BezugszeichenlisteReference symbol list

11
TurbinengehäuseTurbine casing
22
VerbindungsflanschConnecting flange
33
GehäuseverbindungsbohrungHousing connection hole
44
MaterialaussparungMaterial recess
55
ringförmige Vertiefung im Verbindungsflanschring-shaped recess in the connecting flange
66
Vertiefungsbodendepression bottom
77
Klemmrand des VerbindungsflanschesClamping edge of the connecting flange
88
Radialrichtungradial direction
99
UmfangsrichtungCircumferential direction
1010
KlemmrandaussparungClamping edge recess
1111
Tiefe der ringförmigen Vertiefung 5Depth of the ring-shaped depression 5
1212
Tiefe der Gehäuseverbindungsbohrungen 3Depth of housing connection holes 3
1313
Axialrichtung; Richtung der Längsmittelachse des TurbinengehäusesAxial direction; direction of the longitudinal center axis of the turbine casing
1414
LagergehäuseBearing housing
1515
VerbindungselementConnecting element
1616
KlemmelementClamping element
1717
MutterMother
1818
Beilagscheibewasher
1919
VerbindungsstegConnecting bridge
2020
Summe der Tiefe der ringförmigen Vertiefung 5 und der Tiefe der Gehäuseverbindungsbohrungen 3Sum of the depth of the annular recess 5 and the depth of the housing connection bores 3
2121
Längsmittelachse des TurbinengehäusesLongitudinal center axis of the turbine housing

Claims (15)

  1. Turbine casing (1) for an exhaust-gas turbine, which turbine casing has a connection flange (2) for bearing-casing-side attachment to a bearing casing, in which casing-connection bores (3) that are mutually spaced in the circumferential direction (9) are provided, wherein, between mutually adjacent casing-connection bores, material recesses (4) that are open radially inwards towards a central longitudinal axis of the turbine casing are provided in the connection flange, wherein the connection flange is a bearing-casing-side side wall of the turbine casing, characterized in that the connection flange has a clamping edge (7) and an annular depression (5), wherein the annular depression is provided in a radially inner edge region of the clamping edge (7), wherein the annular depression (5) extends in the circumferential direction (9) over the entire circumference of the turbine casing and has a depression bottom (6), and wherein the material recesses (4) are introduced into the depression bottom (6) of the annular depression (5).
  2. Turbine casing according to Claim 1, in which the mutually spaced casing-connection bores (3) in the connection flange (2) are arranged in the circumferential direction (9) along at least one circle.
  3. Turbine casing according to Claim 2, in which the clamping edge (7) is arranged adjacent to the casing-connection bores (3) in the radial direction (8).
  4. Turbine casing according to Claim 3, in which the adjacent casing-connection bores (3) are surrounded, at least in some section or sections, by connection webs (19) arranged in a manner recessed in the axial direction (13) of the turbine casing with respect to the clamping edge (7), wherein the material recesses (4) provided between in each case two adjacent casing-connection bores are arranged in a manner recessed in the axial direction (13) of the turbine casing with respect to the connection webs (19).
  5. Turbine casing according to Claim 4, in which the clamping edge (7) has, in the region between two adjacent casing-connection bores (3), a respective clamping edge recess (10) that widens an annular depression (5).
  6. Turbine casing according to Claim 5, in which a first depth (20) of the clamping edge recess (10) coincides with the sum of a second depth (11) of the annular depression (5) and a third depth (12) of the casing-connection bores (3) provided in the annular depression, wherein these depths extend in the axial direction (13) of the turbine casing.
  7. Turbine casing according to any of the preceding claims, wherein the turbine casing is of multi-piece design.
  8. Turbine casing according to Claim 7, in which the clamping edge (7) forms a separate component of the turbine casing.
  9. Turbine casing according to Claim 7, in which a heat shield or a nozzle ring forms a separate component of the turbine casing.
  10. Turbine casing according to Claim 9, in which the clamping edge (7) is part of the heat shield or of the nozzle ring.
  11. Exhaust-gas turbine (15) which has a turbine casing (1) according to any of Claims 1 - 10.
  12. Exhaust-gas turbine according to Claim 11, which has a bearing casing (14) connected to the turbine casing (1), wherein the turbine casing is connected to the bearing casing by means of connection elements (15).
  13. Exhaust-gas turbine according to Claim 12, which has clamping elements (16) that are each pressed against the connection flange (2) of the turbine casing (1) and against the bearing casing (14) by one or more connection elements (15).
  14. Exhaust-gas turbine according to Claim 11, in which the clamping elements (16) are pressed against the clamping edge (7).
  15. Exhaust-gas turbine according to any of Claims 11 - 14, in which the connection elements (15) are screws or threaded pins.
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