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WO2019011463A1 - Verbindungsvorrichtung für einen abgasturbolader und abgasturbolader - Google Patents

Verbindungsvorrichtung für einen abgasturbolader und abgasturbolader Download PDF

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WO2019011463A1
WO2019011463A1 PCT/EP2018/000340 EP2018000340W WO2019011463A1 WO 2019011463 A1 WO2019011463 A1 WO 2019011463A1 EP 2018000340 W EP2018000340 W EP 2018000340W WO 2019011463 A1 WO2019011463 A1 WO 2019011463A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
connecting device
clamping arm
exhaust gas
stiffening
gas turbocharger
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2018/000340
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Farhad Haddadian
Klaus Sperling
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.)
IHI Charging Systems International GmbH
Original Assignee
IHI Charging Systems International GmbH
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
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Priority claimed from DE102018108550.8A external-priority patent/DE102018108550A1/de
Application filed by IHI Charging Systems International GmbH filed Critical IHI Charging Systems International GmbH
Priority to CN201880045966.3A priority Critical patent/CN110869623A/zh
Priority to US16/614,337 priority patent/US11035395B2/en
Priority to JP2019563471A priority patent/JP2020527676A/ja
Publication of WO2019011463A1 publication Critical patent/WO2019011463A1/de
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Ceased legal-status Critical Current

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    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features
    • F01N13/18—Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly
    • F01N13/1805—Fixing exhaust manifolds, exhaust pipes or pipe sections to each other, to engine or to vehicle body
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    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/24—Casings; Casing parts, e.g. diaphragms, casing fastenings
    • F01D25/243—Flange connections; Bolting arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/24—Casings; Casing parts, e.g. diaphragms, casing fastenings
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    • F16B9/02—Detachable connections
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    • F16L23/04—Flanged joints the flanges being connected by members tensioned in the radial plane
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the invention relates to a connecting device for an exhaust-gas turbocharger of the type specified in the preamble of patent claim 1. Furthermore, the invention relates to an exhaust-gas turbocharger according to the preamble of patent claim 10.
  • an exhaust gas turbocharger consists of a plurality of housing sections: a first housing section, which is generally traversed by hot gases, usually exhaust gas of an internal combustion engine, a second housing section, which rotatably mounted in the second housing portion Aufinnbare and between the first housing portion and a third
  • Housing portion which is permeated by ambient air in general, is positioned. Between the individual housing sections flange surfaces are formed, such that these flange surfaces are designed to be touched, so that leakage of the hot gas and the ambient air is largely avoided. If there are leaks between the flange surfaces, on the one hand, an overall efficiency of the exhaust gas turbocharger is reduced and, on the other hand, polluting exhaust gases occur between the first housing section and the second housing section, which is particularly to be avoided. It should be noted that the exhaust gas turbocharger should be dismantled, that is, for example, a cohesive connection between the individual flange surfaces could bring about a tightness between the flange surfaces, but then the exhaust gas turbocharger is no longer easy to disassemble and reassemble.
  • the connecting device is usually formed like a tubular clamp, wherein two extending over a circumference of the connecting device elements are connected at their ends facing each other at least on one side releasably connected by means of a screw-nut connection.
  • the published patent application DE 10 2014 103 683 A1 discloses a profile clamp whose ends of the elements facing each other in the region of the screw-nut connection are each provided with a nose, such that flange regions of the elements preferably exclusively with the lugs have a contact.
  • the elements are profiled executed and have flanks, which are designed trapezoidal, since the profile clamp for producing a
  • the object of the present invention is to provide a secure connection inducing connection device for an exhaust gas turbocharger.
  • the further task is the specification of an improved exhaust gas turbocharger.
  • the invention relates to a connecting device for an exhaust gas turbocharger, having a substantially curved first element and a substantially curved second element.
  • the first element has in a first end of the
  • Connecting device a radially extending first clamping arm and the second element in the first end region opposite to the first clamping arm
  • the first element is designed to be movably connected to the second element in a second end region of the connecting device which is remote from the first end region.
  • the first Clamping arm and the second clamping arm can be connected by means of a first connecting element of the connecting device, wherein in particular by means of the first
  • Connecting element is brought about a peripheral force to the jamming of the connecting element. Between the two end regions, the first element has a first receiving portion and the second element has a second receiving portion.
  • a stiffening element is formed to increase the strength of the connecting device in a transition region formed between the clamping arm and the receiving portion. In the transition area high tensile and
  • connection device trained voltages better. In other words, that is an accumulation of the corresponding stress in the
  • Transitional area can be included without damage. This results in an improved stability in the operation of the exhaust gas turbocharger, since the deformation occurring in particular under fluctuating operating temperatures of the exhaust gas turbocharger is substantially reduced due to the better distribution of the voltage.
  • the connecting element according to the invention can also be made lighter, since a material thickness of the connecting element due to
  • Stiffening elements can be reduced.
  • a particularly secure deadlock has the inventive
  • the stiffening element along a central axis of the connecting device is formed centrally extending, or that the stiffening element is arranged salmoniert to the central axis.
  • the positioning of the stiffening element has the advantage that a symmetrical profile is produced with respect to the central axis, wherein also in the assembly of this so-formed connecting device to a particular
  • Orientation of the connection device does not have to be respected.
  • stiffening element is asymmetrical, in particular with respect to the central axis, an axis-side, i. left and right of the
  • the stiffening element is designed as a bead, which can be realized in particular in a connecting element made of a metal sheet by a cost-effective deep drawing process.
  • the stiffening element may be convex or concave, wherein it is formed extending outwardly or inwardly.
  • the suitable extension can be selected, for example, depending on the given installation space, also with reference to an existing installation space.
  • the elements are profiled, having a cross-sectional profile, formed.
  • an improved overall elasticity of the connecting device can be achieved, which leads to an improved relative adaptation of the connecting device to the housing sections to be connected.
  • the cross-sectional profile is preferably U-shaped and / or trapezoidal, the two housing sections can each be covered by a leg of the profile, such that the two
  • Housing sections are secured in a space formed by the legs space can be accommodated and jammed between the two legs.
  • first element and the second element are designed to be movable in the second end region with the aid of a second connecting element, wherein the second connecting element is designed in particular in the form of a chain link, wherein the first element and / or the second element by the
  • Chain link is designed to be feasible.
  • the movable connection leads to an improved and simplified assembly of the connecting device, wherein a further improvement of the assembly can be brought about by carrying out the connection by means of a chain link.
  • each element be accommodated relatively movably in the direction of the three-dimensional space on the chain link can and thereby a movement of the two elements relative to each other, for example.
  • a compound of the elements with an elastic connecting band is substantially increased.
  • An improvement in the distribution of the effective hoop stress after mounting in the connecting device is achieved by means of a passage of the first element and / or the second element through the chain link.
  • the stiffening element has a width to be determined, a corresponding length and a corresponding optimized shape, wherein the maximum width has a value which is at most as large as a value of a width of the tape.
  • the optimized shape is tuned to the distributed on the circumference axial force component.
  • the second aspect of the invention relates to an exhaust gas turbocharger, with a first housing section which can be flowed through, in particular by hot exhaust gas, and a second housing section, the first housing section and the second housing section being connected to one another by means of a connecting device.
  • the connecting device is designed according to one of claims 1 to 9.
  • the housing sections have high
  • the connecting device is designed according to one of claims 1 to 9. This leads to a secure connection between the housing sections and thus to a reduction or elimination of pollutant leakage.
  • a further improved secure connection can be brought about by that
  • Stiffening element of the connecting device desachsiert is formed to a central axis of the connecting device, wherein it has a smaller distance from a voltage applied to the first housing portion leg of the connecting device as from a voltage applied to the second housing portion legs.
  • Fig. 1 in a perspective view of an inventive
  • FIG. 2 in a perspective view of the invention
  • Fig. 3 in a cross section a section III of the connecting device gem.
  • FIG. 4 shows a longitudinal section of a first end region of the connecting device according to FIG. 2,
  • Fig. 6 in a perspective view of the second end of the
  • Fig. 8 in a perspective view of the first end of the
  • Connecting device acc. 2 in a rear view, 10 is a perspective sectional view of the first end portion of the connecting device in a third embodiment in a rear view,
  • FIG. 12 shows in a side view the first end region of the connecting device according to FIG. Fig. 2 in the open state
  • FIG. 13 shows a side view of the first end region of the connecting device according to FIG. Fig. 2 in the closed state.
  • An exhaust gas turbocharger not shown in detail comprises a first housing section in the form of a flow-through exhaust gas guide section, which in operation of the
  • Exhaust gas turbocharger from a fluid usually flows through exhaust gas.
  • the exhaust gas is generally, but not necessarily, a combustion product of an internal combustion engine, not shown.
  • the exhaust gas turbocharger comprises a second housing section, which is designed in the form of a bearing section and serves to support a running gear of the exhaust gas turbocharger.
  • the bearing section is positioned between a flow-through air guide section of the exhaust-gas turbocharger, likewise not shown, and the exhaust-gas guide section.
  • the running gear not shown, has a compressor wheel and a turbine wheel, which are rotatably connected to each other by means of a shaft.
  • the compressor wheel is in a Verêtrradhunt the air guide section for sucking in the
  • the turbine wheel is in a wheel chamber of the
  • the turbine is in the operation of the exhaust gas turbocharger from the
  • Exhaust gas flowing portion exhaust gas flowing and driven, wherein it can perform a rotational movement.
  • This rotational movement can be transmitted to the compressor wheel with the aid of the shaft, which thus can execute a rotational movement simultaneously with the rotational movement of the turbine wheel.
  • With the help of the compressor wheel and its Rotary motion is sucked in fresh air, which is compressed in the air guide section.
  • the exhaust gas turbocharger is mechanical and with the internal combustion engine
  • thermodynamically coupled and occur during operation of the internal combustion engine and thus during operation of the exhaust gas turbocharger oscillations, which on the
  • Exhaust gas turbocharger act. Furthermore, due to changing temperatures of the exhaust gas flowing through it, the exhaust-gas turbocharger is exposed to alternating voltages with varying expansions, in particular of the exhaust-gas guide section
  • the exhaust gas guide section faces the bearing section at its end
  • the two flange surfaces are formed with respect to a longitudinal axis of the exhaust gas turbocharger, which corresponds to a rotational axis of the turbine wheel, extending both radially and circumferentially extending.
  • the exhaust-gas guide section has a first section collar opposite the bearing section, which axially adjacent a second section collar of the bearing section is assigned. The first flange surface and the second flange surface extend over the first section collar and the second section collar, respectively.
  • the exhaust guide portion and the bearing portion are by means of a
  • the connecting device 1 connected to each other in the region of the flange.
  • the connecting device 1 comprises a first element 2, which is bent predominantly in the circumferential direction, and a second element 3, which is bent predominantly in the circumferential direction and which are connected to one another in a detachable manner by means of a first connecting element 4 and at the other end movably by means of a second connecting element 5, s.
  • Fig. 1 in which the connecting device 1 according to the invention in a first
  • Embodiment is illustrated in a perspective view.
  • Connecting device 1 is formed in principle similar to a pipe clamp connection.
  • a band-like connection device 1 is provided for connecting the two housing sections to a first section collar and the second section collar in the radial, axial and circumferential directions at least partially.
  • the elements 2, 3 each have a substantially curved, in particular circular section-shaped receiving portion 6; 7 on.
  • the first receiving portion 6 of the first element 2 has at its one end a radially outwardly extending first clamping arm 8 and at its end remote from the first clamping arm 8 formed end a hook-shaped first securing portion 9, which also extends to the outside. It should be mentioned at this point that the outside is the area which lies on the side of the connecting device 1 facing away from a longitudinal axis 10 of the connecting device 1. The between the
  • Connecting device 1 and the longitudinal axis 10 lying region is hereinafter referred to as inner.
  • the second receiving portion 7 of the second element 3 has at its one end a radially outwardly extending second clamping arm 11 and at its end remote from the second clamping arm 11 formed end a hook-shaped second securing portion 12, which also extends to the outside.
  • the two elements 2, 3 are arranged opposite each other, such that a more or less circular interior of them comprises formed, wherein the two clamping arms 8, 11 opposite a first end portion 13 of
  • Plug-in element 16 of the first connecting element 4 can be inserted therethrough.
  • a head 17 of the plug-in element 16 is designed to rest on the first clamping arm 8 so that the plug-in element 16 can be supported on the first clamping arm 8.
  • At the side facing away from the head 17 formed plug end 18 are a
  • the first end region 13 has the first connection element 4, which is designed in the form of a positive-fit connection element and in particular as a screw-nut element.
  • the second end portion 14, in which the two hook-shaped securing portions 9, 12 of the two elements 2, 3 are formed, has for the movable connection of the two elements 2, 3, the second connecting element 5, which is in the form of a chain link.
  • the two clamping arms 8, 11 have at their ends facing away from the receiving portions 6, 7 each have a stop, that is, the first
  • Clamping arm 8 has a first stop 21 and the second clamping arm 11 has a second stop 22.
  • the two stops 21, 22 serve to improve the introduction of force in the circumferential direction of the connecting device 1 during the tensioning of the two housing sections with the aid of the connecting device 1.
  • the two elements 2, 3 are for realizing a relative adaptation of a
  • Section coils made of a profile material with formed between a band 24 legs 25 which has a substantially trapezoidal profile. Likewise, it could also essentially have a U-profile or otherwise designed, suitable for the application profile.
  • Stiffening elements 27 are provided.
  • the transition regions 26 are the points at which tensile and compressive stresses occur during operation, since in particular in the
  • End regions 13, 14 is an intensive material deformation.
  • the first element 2 and the second element 3 the stiffening elements 27.
  • Stiffening element 27 is preferably formed in the form of a bead.
  • the bead 27 is designed to extend inwardly, thus the band 24 in the region of the bead 27 is convex relative to the longitudinal axis 10.
  • the connecting device 1 is illustrated in a perspective view in a second embodiment.
  • the transition regions 26 formed in the first end region 13, in addition to the transition regions 26 formed in the second end region 14, likewise each have a stiffening element 27 in the form of a bead.
  • the beads 27 are based on the Longitudinal axis 10 made concave, that is, in other words, they extend to the outside.
  • the stiffening elements 27 are each formed in the axial center of the elements 2, 3. This leads in particular to an increase in the rigidity and strength in the highly loaded transition region, such that cracking is prevented starting from an outer edge of the respective limb 25.
  • Fig. 3 is a section III of the connecting device 1 according to the second
  • the cutout III comprises the second end region of the connecting device, this being illustrated in a perspective cross section along a central axis 28 of the connecting device 1.
  • the second connecting element 5 is received in the two securing portions 9, 12, starting from an inner space 29 of the second
  • Connecting element 5, the two securing portions 9, 12 extend around the second connecting element 5 spiraling.
  • the bead 27 is axially projecting into the interior 29 in the two elements 2, 3 executed.
  • FIG. 4 shows a longitudinal section of the first end region 13 of the connecting device 1 according to the second exemplary embodiment.
  • the stiffening element 27 is extending to the outside, that is, with respect to the longitudinal axis 10 concave, in
  • Transition region 26 is formed and extends in the direction of the first stopper 21 at most up to the head 17 of the plug element 16.
  • the maximum outward radial direction of the stiffening element 27 can be determined by means of the first connecting element 4 and the head 17, since preferably the Stiffening elements 27 in the total four transition regions 26 of
  • Connecting device 1 are the same.
  • Connecting element 5 is designed to extend, the second connecting element 5 is adapted to the stiffening element 27, s.
  • FIG. 6 and 7 the second end portion 14 of the connecting device 1 according to the invention according to the first embodiment and according to the second embodiment is shown in a perspective view, wherein in this
  • End portion 14 formed stiffening element 27 relative to the longitudinal axis 10 in the first embodiment curved inward and curved in the second embodiment is curved outwards, wherein the stiffening element 27 is received between the two limiting the band 24 limbs 25.
  • the first end region 13 of the connecting device 1 according to the second exemplary embodiment is shown in a perspective view as viewed from outside or viewed from the inside, in other words in a front view and in a rear view, respectively Vaulting of the
  • Stiffening element 27 is visible to the outside.
  • FIG. 10 and 11 is a perspective sectional view of the first end portion 13 of the connecting device 1 according to the invention in a third embodiment in a rear view, i. viewed from inside or in a front view, i. in the direction from the outside, shown.
  • the stiffening element 27 is formed according to the third embodiment in an elongated shape with rounded ends, wherein a width B of the stiffening element 27 is constant over its length L with the exception of the rounded ends. In comparison, has the stiffening element 27 of the first embodiment and the second
  • Embodiment an increasing to the middle of the length L width B.
  • the shape of the stiffening element 27 is not on the
  • Embodiments limited, but may be performed arbitrarily.
  • FIGS. 12 and 13 each illustrate, in a side view, the first end region 13 of the connecting device 1, by way of example of the second exemplary embodiment, in the open state or in the closed state.
  • the opened state represents a mounting state in which with the aid of the first connecting element 4, the circumference of the connecting device 1 is closed, however, the connecting device 1 is not completely connected to the two housing sections by clamping. That is, between the stops 21, 22, a gap 31 is formed.
  • Connecting device 1 with the housing sections inducing force is caused by, in this present embodiment, a further distortion of the nut-screw connection, wherein the two adjacent, the stops 21, 22 opposite transition regions 26 approach until a complete clamping of the components inducing , acting on particular the receiving portions 6, 7 acting maximum moment by the first connecting element 4.
  • the transition regions 26 are to be designed so that after a material deformation of the profile material there is just as great tension or compressive stress is formed in the legs 25, that an elastic deformation of the transition regions 26 to realize a contact between the stops 21, 22 is possible.
  • Legs 25 of the elements 2, 3 serves trainees axial force is achieved by means of the arranged between the legs 25 stiffening elements 27. That is, a variable cross section in the transition regions 26 is formed so that an elastic deformation of the receiving portions 6, 7 with sufficient rigidity of the transition regions 26 while receiving tensile or compressive stresses to initiate a hoop stress in the receiving portion 6; 7 can take place.
  • the two securing portions 9, 12 are preferably formed like a crane hook, that is, in other words, that they receive the second connecting element 5 secured against a substantially axial displacement along the central axis 28.
  • stiffening elements 27 are arranged desachsiert, that is in other words that their respect to their
  • Longitudinal trained trained center line is not located on the central axis 28, but this center line is arranged offset in the direction of the turbine housing.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verbindungsvorrichtung für einen Abgasturbolader, mit einem im Wesentlichen gebogenen ersten Element (2) und einem im Wesentlichen gebogenen zweiten Element (3), wobei das erste Element (2) in einem ersten Endbereich (13) der Verbindungsvorrichtung (1) einen sich radial erstreckenden ersten Spannarm (8) und das zweite Element (3) im ersten Endbereich (13) einen dem ersten Spannarm (8) gegenüberliegend ausgebildeten, sich radial erstreckenden zweiten Spannarm (11) aufweist, und wobei das erste Element (2) mit dem zweiten Element (3) in einem vom ersten Endbereich (13) abgewandt ausgebildeten zweiten Endbereich (14) der Verbindungsvorrichtung (1) bewegbar verbunden ausgebildet ist, und wobei der erste Spannarm (8) und der zweite Spannarm (11) mit Hilfe eines ersten Verbindungselementes (4) der Verbindungsvorrichtung (1) verbindbar sind, und wobei zwischen den beiden Endbereichen (13, 14) das erste Element (2) einen ersten Aufnahmeabschnitt (6) und das zweite Element (3) einen zweiten Aufnahmeabschnitt (7) aufweist. Erfindungsgemäß ist zur Erhöhung der Festigkeit der Verbindungsvorrichtung (1) in einem zwischen dem Spannarm (8; 11) und dem Aufnahmeabschnitt (6; 7) ausgebildeten Übergangsbereich (26) ein Versteifungselement (27) ausgebildet. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Abgasturbolader mit einer Verbindungsvorrichtung (1).

Description

Verbindungsvorrichtung für einen Abgasturbolader und Abgasturbolader
Die Erfindung betrifft eine Verbindungsvorrichtung für einen Abgasturbolader der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Abgasturbolader gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 10.
Zweckmäßigerweise besteht ein Abgasturbolader aus mehreren Gehäuseabschnitten: Einem ersten Gehäuseabschnitt, welcher im Allgemeinen von heißen Gasen, in der Regel Abgas einer Brennkraftmaschine, durchströmt wird, einem zweiten Gehäuseabschnitt, welcher ein drehbar im zweiten Gehäuseabschnitt gelagertes Laufzeug aufnehmbar ausgebildet ist und zwischen dem ersten Gehäuseabschnitt und einem dritten
Gehäuseabschnitt, welcher von im Allgemeinen Umgebungsluft durchströmbar ist, positioniert ist. Zwischen den einzelnen Gehäuseabschnitten sind Flanschflächen ausgebildet, derart, dass diese Flanschflächen einander berührbar ausgestaltet sind, so dass ein Ausströmen des heißen Gases und der Umgebungsluft weitestgehend vermieden wird. Sofern es zwischen den Flanschflächen zu Undichtheiten kommt, reduziert sich einerseits ein Gesamtwirkungsgrad des Abgasturboladers und andererseits treten zwischen dem ersten Gehäuseabschnitt und dem zweiten Gehäuseabschnitt umweltbelastende Abgase aus, was insbesondere zu vermeiden ist. Zu berücksichtigen ist, dass der Abgasturbolader zerlegbar sein sollte, das heißt, dass beispielsweise eine stoffschlüssige Verbindung zwischen den einzelnen Flanschflächen zwar eine Dichtheit zwischen den Flanschflächen herbeiführen könnte, allerdings der Abgasturbolader dann nicht mehr einfach zerlegbar und wieder montierbar ist.
Insbesondere problematisch ist eine Verbindung zwischen dem abgasdurchströmten ersten Gehäuseabschnitt und dem luft- oder Schmiermittel- und/oder
wasserdurchströmten zweiten Gehäuseabschnitt, da es hier zu großen
Temperaturunterschieden sowie -Schwankungen zwischen den Gehäuseabschnitten kommt. Das bedeutet, dass das Verbindungselement unterschiedliche
Wärmeausdehnungen der Gehäuseabschnitte kompensieren muss und selbst
unterschiedlichen und wechselnden Spannungen unterliegt. Die Verbindungsvorrichtung ist üblicherweise rohrschellenformartig ausgebildet, wobei zwei sich über einen Umfang der Verbindungsvorrichtung erstreckende Elemente an ihren einander zugewandt ausgebildeten Enden zumindest einseitig lösbar mit Hilfe einer Schrauben-Mutter-Verbindung verbunden sind.
So kann beispielsweise der Offenlegungsschrift DE 10 2014 103 683 A1 eine Profilschelle entnommen werden, deren im Bereich der Schrauben-Mutter-Verbindung einander zugewandt ausgebildete Enden der Elemente, jeweils mit einer Nase versehen sind, derart, dass Flanschbereiche der Elemente bevorzugt ausschließlich mit den Nasen einen Kontakt aufweisen. Die Elemente sind profiliert ausgeführt und weisen Flanken auf, welche trapezformartig ausgeführt sind, da die Profilschelle zur Herstellung einer
Kegelflanschverbindung vorgesehen ist.
Im Betrieb eines die Verbindungsvorrichtung aufweisenden Abgasturboladers treten an bestimmten Stellen der Verbindungsvorrichtung, in der Regel an Endbereichen der im Wesentlichen schalenförmig ausgebildeten Elemente, die miteinander in Verbindung stehen, hohe Zug- und Druckspannungen auf. Diese Zug- und Druckspannungen können zu Dehnungen und im schlimmsten Fall zu Versagen durch Bruch im Betrieb führen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine sichere Verbindung herbeiführende Verbindungsvorrichtung für einen Abgasturbolader bereitzustellen. Die weitere Aufgabe ist die Angabe eines verbesserten Abgasturboladers.
Diese Aufgabe wird durch eine Verbindungsvorrichtung für einen Abgasturbolader mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Die weitere Aufgabe wird mit einem
Abgasturbolader mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 erzielt. Vorteilhafte
Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
Die Erfindung betrifft eine Verbindungsvorrichtung für einen Abgasturbolader, mit einem im Wesentlichen gebogenen ersten Element und einem im Wesentlichen gebogenen zweiten Element. Das erste Element weist in einem ersten Endbereich der
Verbindungsvorrichtung einen sich radial erstreckenden ersten Spannarm und das zweite Element im ersten Endbereich einen dem ersten Spannarm gegenüberliegend
ausgebildeten, sich radial erstreckenden zweiten Spannarm auf. Das erste Element ist mit dem zweiten Element in einem vom ersten Endbereich abgewandt ausgebildeten zweiten Endbereich der Verbindungsvorrichtung bewegbar verbunden ausgebildet. Der erste Spannarm und der zweite Spannarm sind mit Hilfe eines ersten Verbindungselementes der Verbindungsvorrichtung verbindbar, wobei insbesondere mit Hilfe des ersten
Verbindungselementes eine Umfangskraft zur Verklemmung des Verbindungselementes herbeigeführt wird. Zwischen den beiden Endbereichen weist das erste Element einen ersten Aufnahmeabschnitt und das zweite Element einen zweiten Aufnahmeabschnitt auf. Erfindungsgemäß ist zur Erhöhung der Festigkeit der Verbindungsvorrichtung in einem zwischen dem Spannarm und dem Aufnahmeabschnitt ausgebildeten Übergangsbereich ein Versteifungselement ausgebildet. Im Übergangsbereich treten hohe Zug- und
Druckspannungen auf, welche mit Hilfe des Versteifungselementes eine übermäßige Verformung der Elemente in den Übergangsbereichen verhindern kann. Es entsteht im Übergangsbereich eine gerade so große Zugspannung am Innenumfang bzw.
Druckspannung am Außenumfang des Verbindungselementes, dass eine elastische Verformung der Übergänge zur Realisierung eines Kontaktes zwischen den Anschlägen möglich ist. Dadurch kann eine gleichmäßige Verteilung einer in den Elementen wirkenden Umfangsspannung erzielt werden.
Mit Hilfe der Versteifungselemente, insbesondere sofern beide Endbereiche
Versteifungselemente aufweisen, können sich die über den Umfang der
Verbindungsvorrichtung ausgebildeten Spannungen besser verteilen. Das heißt mit anderen Worten, dass eine Kumulation der entsprechenden Spannung im
Übergangsbereich ohne Schadensbildung aufgenommen werden kann. Es ergibt sich eine verbesserte Stabilität im Betrieb des Abgasturboladers, da die insbesondere unter schwankenden Betriebstemperaturen des Abgasturboladers auftretende Deformation aufgrund der besseren Verteilung der Spannung wesentlich reduziert ist.
Insbesondere kann das erfindungsgemäße Verbindungselement auch leichter ausgeführt werden, da eine Materialdicke des Verbindungselementes aufgrund der
Versteifungselemente reduziert werden kann.
Eine besonders gesicherte Verklemmung weist das erfindungsgemäße
Verbindungselement auf, sofern beide Elemente in den Übergangsbereichen an beiden Endbereichen das Versteifungselement besitzen.
In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung ist das Versteifungselement entlang einer Mittelachse der Verbindungsvorrichtung sich mittig erstreckend ausgebildet, oder dass das Versteifungselement zur Mittelachse desachsiert angeordnet ist. Die Positionierung des Versteifungselementes hat den Vorteil, dass ein bezüglich der Mittelachse symmetrisches Profil hergestellt wird, wobei auch bei der Montage dieser so ausgebildeten Verbindungsvorrichtung auf eine besondere
Orientierung der Verbindungsvorrichtung nicht geachtet werden muss.
Sofern jedoch das Versteifungselement insbesondere bezüglich der Mittelachse asymmetrisch ausgebildet ist, kann einem achsenseitig, d.h. links und rechts der
Mittelachse, unterschiedlich großen Wärmeeintrag in die Verbindungsvorrichtung, welcher aus einer unterschiedlichen Erwärmung der beiden Gehäuseabschnitte resultiert, Rechnung getragen werden und somit die Versteifung gezielt hinsichtlich der größten Zug- und Druckspannungen angeordnet werden.
Bevorzugt ist das Versteifungselement als Sicke ausgebildet, welche insbesondere bei einem aus einem Blech hergestellten Verbindungselement durch ein kostengünstiges Tiefziehverfahren realisierbar ist.
Das Versteifungselement kann konvex oder konkav ausgebildet sein, wobei es sich nach außen oder nach innen erstreckend ausgebildet ist. Die geeignete Erstreckung kann bspw. in Abhängigkeit der gegebenen Bauräume, auch bezogen auf einen vorliegenden Montageraum, gewählt werden.
Bevorzugt sind die Elemente profiliert, ein Querschnittsprofil aufweisend, ausgebildet. Dadurch kann eine verbesserte Gesamtelastizität der Verbindungsvorrichtung erzielt werden, die zu einer verbesserten relativen Anpassung der Verbindungsvorrichtung an die zu verbindenden Gehäuseabschnitte führt. Sofern das Querschnittsprofil bevorzugt u- förmig und/oder trapezförmig ausgebildet ist, können die beiden Gehäuseabschnitte jeweils von einem Schenkel des Profils umfasst werden, derart, dass die beiden
Gehäuseabschnitte in einem von den Schenkeln ausgebildeten Zwischenraum gesichert aufnehmbar sind und zwischen den beiden Schenkeln verklemmt werden.
In einer weiteren Ausgestaltung sind das erste Element und das zweite Element im zweiten Endbereich mit Hilfe eines zweiten Verbindungselementes bewegbar ausgebildet, wobei das zweite Verbindungselement insbesondere in Form eines Kettengliedes ausgebildet ist, wobei das erste Element und/oder das zweite Element durch das
Kettenglied durchführbar ausgebildet ist. Grundsätzlich führt die bewegbare Verbindung zu einer verbesserten und vereinfachten Montage der Verbindungsvorrichtung, wobei eine weitere Verbesserung der Montage durch Ausführung der Verbindung mit Hilfe eines Kettengliedes herbeigeführt werden kann. Das bedeutet, dass jedes Element relativ beweglich in Richtung des dreidimensionalen Raumes am Kettenglied aufgenommen sein kann und dadurch eine Bewegung der beiden Elemente zueinander gegenüber bspw. einer Verbindung der Elemente mit einem elastischen Verbindungsband, wesentlich gesteigert ist. Eine Verbesserung der Verteilung der wirkenden Umfangsspannung nach Montage in der Verbindungsvorrichtung wird erzielt mit Hilfe einer Durchführung des ersten Elementes und/oder des zweiten Elementes durch das Kettenglied.
Zur Erhaltung eines hinreichend großen Widerstandsmomentes des das
Versteifungselement aufweisenden Elementes weist das Versteifungselement eine zu bestimmende Breite, eine entsprechende Länge und eine entsprechende optimierte Form auf, wobei die maximale Breite einen Wert aufweist, der höchstens so groß ist wie ein Wert einer Breite des Bandes. Die optimierte Form ist abgestimmt auf die am Umfang verteilte einzuleitende axiale Kraftkomponente.
Der zweite Aspekt der Erfindung betrifft einen Abgasturbolader, mit einem insbesondere von heißem Abgas durchströmbaren ersten Gehäuseabschnitt und einem zweiten Gehäuseabschnitt, wobei der erste Gehäuseabschnitt und der zweite Gehäuseabschnitt miteinander mit Hilfe einer Verbindungsvorrichtung verbunden ausgebildet sind.
Erfindungsgemäß ist die Verbindungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ausgestaltet.
Im Betrieb des Abgasturboladers weisen die Gehäuseabschnitte aufgrund hoher
Abgastemperaturen eine Wärmeausdehnung auf. Damit diese Wärmeausdehnung erfolgen kann ohne wesentliche Beeinträchtigung eines Wirkungsgrades des
Abgasturboladers ist die Verbindungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 ausgebildet. Dies führt zu einer sicheren Verbindung zwischen den Gehäuseabschnitten und somit zu einer Reduzierung oder Eliminierung einer Schadstoffleckage.
Eine weiter verbesserte sichere Verbindung ist dadurch herbeiführbar, dass ein
Versteifungselement der Verbindungsvorrichtung desachsiert zu einer Mittelachse der Verbindungsvorrichtung ausgebildet ist, wobei es einen kleineren Abstand von einem am ersten Gehäuseabschnitt anliegenden Schenkel der Verbindungsvorrichtung aufweist als von einem am zweiten Gehäuseabschnitt anliegenden Schenkel. Somit kann dem auf der Seite des von heißem Abgas durchströmten ersten Gehäuseabschnitts und dessen gegenüber dem zweiten Gehäuseabschnitt erhöhten Wärmeeintrag in die
Verbindungsvorrichtung Rechnung getragen werden und die dem ersten
Gehäuseabschnitt zugewandte Seite der Verbindungsvorrichtung gezielt versteift werden. Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und
Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen
Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es zeigen:
Fig. 1 in einer perspektivischen Darstellung eine erfindungsgemäße
Verbindungsvorrichtung für einen Abgasturbolader in einem ersten Ausführungsbeispiel,
Fig. 2 in einer perspektivischen Darstellung die erfindungsgemäße
Verbindungsvorrichtung in einem zweiten Ausführungsbeispiel,
Fig. 3 in einem Querschnitt einen Ausschnitt III der Verbindungsvorrichtung gem.
Fig. 2,
Fig. 4 in einem Längsschnitt einen ersten Endbereich der Verbindungsvorrichtung gem. Fig. 2,
Fig. 5 in einem Querschnitt einen zweiten Endbereich der
Verbindungsvorrichtung gem. Fig. 2,
Fig. 6 in einer perspektivischen Darstellung den zweiten Endbereich der
Verbindungsvorrichtung gem. Fig. 1 ,
Fig. 7 in einer perspektivischen Darstellung den zweiten Endbereich der
Verbindungsvorrichtung gem. Fig. 2,
Fig. 8 in einer perspektivischen Darstellung den ersten Endbereich der
Verbindungsvorrichtung gem. Fig. 2 in einer Vorderansicht,
Fig. 9 in einer perspektivischen Darstellung den ersten Endbereich der
Verbindungsvorrichtung gem. Fig. 2 in einer Rückansicht, Fig. 10 in einer perspektivischen Ausschnittsdarstellung den ersten Endbereich der Verbindungsvorrichtung in einem dritten Ausführungsbeispiel in einer Rückansicht,
Fig. 11 in einer perspektivischen Ausschnittsdarstellung den ersten Endbereich der
Verbindungsvorrichtung gem. Fig. 10 in einer Vorderansicht,
Fig. 12 in einer Seitenansicht den ersten Endbereich der Verbindungsvorrichtung gem. Fig. 2 im geöffneten Zustand, und
Fig. 13 in einer Seitenansicht den ersten Endbereich der Verbindungsvorrichtung gem. Fig. 2 im geschlossenen Zustand.
Ein nicht näher dargestellter Abgasturbolader umfasst einen ersten Gehäuseabschnitt in Form eines durchströmbaren Abgasführungsabschnitts, welcher im Betrieb des
Abgasturboladers von einem Fluid, in der Regel von Abgas durchströmt wird. Das Abgas ist im Allgemeinen, aber nicht zwangsweise, ein Verbrennungsprodukt einer nicht näher dargestellten Brennkraftmaschine.
Des Weiteren umfasst der Abgasturbolader einen zweiten Gehäuseabschnitt, welcher in Form eines Lagerabschnitts ausgebildet ist und der Lagerung eines Laufzeugs des Abgasturboladers dient. Der Lagerabschnitt ist zwischen einem ebenfalls nicht näher dargestellten durchströmbaren Luftführungsabschnitt des Abgasturboladers und dem Abgasführungsabschnitt positioniert.
Das nicht näher dargestellte Laufzeug weist ein Verdichterrad und ein Turbinenrad auf, welche miteinander mit Hilfe einer Welle drehfest verbunden sind. Das Verdichterrad ist in einer Verdichterradkammer des Luftführungsabschnitts zum Ansaugen von im
Allgemeinen Frischluft angeordnet. Das Turbinenrad ist in einer Radkammer des
Abgasführungsabschnitts drehbar aufgenommen.
Das Turbinenrad wird im Betrieb des Abgasturboladers von dem den
Abgasführungsabschnitt durchströmenden Abgas beaufschlagt und angetrieben, wobei es eine Drehbewegung ausführen kann. Diese Drehbewegung ist mit Hilfe der Welle auf das Verdichterrad übertragbar, welches somit simultan zur Drehbewegung des Turbinenrads eine Drehbewegung ausführen kann. Mit Hilfe des Verdichterrades und dessen Drehbewegung wird Frischluft angesaugt, welche im Luftführungsabschnitt verdichtet wird.
Der Abgasturbolader ist mit der Verbrennungskraftmaschine mechanisch und
thermodynamisch gekoppelt, und es treten im Betrieb der Verbrennungskraftmaschine und somit im Betrieb des Abgasturboladers Schwingungen auf, die auf den
Abgasturbolader wirken. Des Weiteren ist der Abgasturbolader aufgrund wechselnder Temperaturen des ihn durchströmenden Abgases Wechselspannungen mit wechselnden Ausdehnungen insbesondere des Abgasführungsabschnitts ausgesetzte
Der Abgasführungsabschnitt weist an seinem dem Lagerabschnitt zugewandt
ausgebildeten Ende eine erste Flanschfläche auf. Dieser ersten Flanschfläche
gegenüberliegend ist eine zweite Flanschfläche des Lagerabschnitts ausgebildet, wobei die beiden Flanschflächen überwiegend komplementär ausgebildet sind.
Die beiden Flanschflächen sind bezogen auf eine Längsachse des Abgasturboladers, welche einer Drehachse des Turbinenrades entspricht, sich sowohl radial als auch in Umfangsrichtung erstreckend ausgebildet. Der Abgasführungsabschnitt weist einen dem Lagerabschnitt gegenüberliegenden ersten Abschnittsbund auf, welchem axial benachbart ein zweiter Abschnittsbund des Lagerabschnitts zugeordnet ist. Die erste Flanschfläche und die zweite Flanschfläche erstrecken sich über den ersten Abschnittsbund bzw. den zweiten Abschnittsbund.
Der Abgasführungsabschnitt und der Lagerabschnitt sind mittels einer
Verbindungsvorrichtung 1 im Bereich der Flanschflächen miteinander verbunden. Die Verbindungsvorrichtung 1 umfasst ein überwiegend in Umfangsrichtung gebogenes erstes Element 2 und ein überwiegend in Umfangsrichtung gebogenes zweites Element 3, die einenends lösbar mittels eines ersten Verbindungselements 4 und anderenends bewegbar mittels eines zweiten Verbindungselements 5 miteinander verbunden sind, s. Fig. 1 , in der die erfindungsgemäße Verbindungsvorrichtung 1 in einem ersten
Ausführungsbeispiel in einer perspektivischen Darstellung illustriert ist. Die
Verbindungsvorrichtung 1 ist prinzipiell ähnlich einer Rohrschellenverbindung ausgebildet. Somit ist zur Verbindung der beiden Gehäuseabschnitte eine den ersten Abschnittsbund und den zweiten Abschnittsbund in radialer, in axialer Richtung und in Umfangsrichtung zumindest teilumfänglich umfassende bandformartige Verbindungsvorrichtung 1 vorgesehen. Die Elemente 2, 3 weisen jeweils einen im Wesentlichen gebogenen, insbesondere kreisabschnittsförmigen Aufnahmeabschnitt 6; 7 auf. Der erste Aufnahmeabschnitt 6 des ersten Elementes 2 besitzt an seinem einen Ende einen sich radial nach Außen erstreckenden ersten Spannarm 8 und an seinem vom ersten Spannarm 8 abgewandt ausgebildeten Ende einen hakenförmigen ersten Sicherungsabschnitt 9, welcher sich ebenfalls nach Außen erstreckt. An dieser Stelle sei erwähnt, dass mit Außen der Bereich bezeichnet ist, welcher auf der von einer Längsachse 10 der Verbindungsvorrichtung 1 abgewandten Seite der Verbindungsvorrichtung 1 liegt. Der zwischen der
Verbindungsvorrichtung 1 und der Längsachse 10 liegende Bereich sei im Weiteren mit Innen bezeichnet.
Der zweite Aufnahmeabschnitt 7 des zweiten Elementes 3 besitzt an seinem einen Ende einen sich radial nach Außen erstreckenden zweiten Spannarm 11 und an seinem vom zweiten Spannarm 11 abgewandt ausgebildeten Ende einen hakenförmigen zweiten Sicherungsabschnitt 12, welcher sich ebenfalls nach Außen erstreckt.
Die beiden Elemente 2, 3 sind gegenüberliegend angeordnet, derart, dass ein mehr oder weniger kreisförmiger Innenraum von ihnen umfasst ausgebildet ist, wobei die beiden Spannarme 8, 11 gegenüberliegend einen ersten Endbereich 13 der
Verbindungsvorrichtung 1 und die beiden Sicherungsabschnitte 9, 12, ebenfalls gegenüberliegend, einen zweiten Endbereich 14 der Verbindungsvorrichtung 1 bilden.
In den Spannarmen 8, 11 ist jeweils eine Öffnung 15 ausgebildet, durch die ein
Steckelement 16 des ersten Verbindungselementes 4, die Schraube, hindurch steckbar ist. Ein Kopf 17 des Steckelementes 16 ist auf den ersten Spannarm 8 aufliegend ausgeführt, damit sich das Steckelement 16 am ersten Spannarm 8 abstützen kann. An dem vom Kopf 17 abgewandt ausgebildeten Steckelementende 18 sind eine
Klemmscheibe 19 und ein Sicherungselement 20 angeordnet, damit die beiden Elemente 2, 3 mit Hilfe einer Vorspannkraft des ersten Verbindungselementes 4 miteinander verspannt werden können. Der erste Endbereich 13 weist das erste Verbindungselement 4 auf, welches in Form eines Form-Kraftschluss-Verbindungselementes und insbesondere als Schrauben-Mutter-Element ausgebildet ist.
Der zweite Endbereich 14, in dem die beiden hakenformartigen Sicherungsabschnitte 9, 12 der beiden Elemente 2, 3 ausgebildet sind, weist zur bewegbaren Verbindung der beiden Elemente 2, 3 das zweite Verbindungselement 5 auf, welches in Form eines Kettengliedes ausgebildet ist. Die beiden Spannarme 8, 11 weisen an ihren von den Aufnahmeabschnitten 6, 7 abgewandt ausgebildeten Enden jeweils einen Anschlag auf, das heißt der erste
Spannarm 8 weist einen ersten Anschlag 21 und der zweite Spannarm 11 weist einen zweiten Anschlag 22 auf. Die beiden Anschläge 21 , 22 dienen einer verbesserten Krafteinleitung in Umfangsrichtung der Verbindungsvorrichtung 1 bei der Verspannung der beiden Gehäuseabschnitte mit Hilfe der Verbindungsvorrichtung 1.
Die beiden Elemente 2, 3 sind zur Realisierung einer relativen Anpassung eines
Innenumfangs 23 der Verbindungsvorrichtung 1 an einen Außenumfang der
Abschnittsbunde aus einem Profilmaterial mit zwischen einem Band 24 ausgebildeten Schenkeln 25 hergestellt, welches im Wesentlichen ein trapezförmiges Profil aufweist. Ebenso könnte es auch im Wesentlichen ein u-Profil oder andersartig gestaltetes, für den Einsatzbereich geeignetes Profil besitzen.
Zur Herbeiführung einer verbesserten Festigkeit von zwischen den Aufnahmeabschnitten 6, 7 und ihren Enden 8, 11 , 9, 12 ausgebildeten Übergangsbereichen 26 sind
Versteifungselemente 27 vorgesehen. Die Übergangsbereiche 26 sind die Stellen, an denen Zug- und Druckspannungen im Betrieb auftreten, da insbesondere in den
Endbereichen 13, 14 eine intensive Materialumformung vorliegt.
Zur Reduzierung dieser Zug- und Druckspannungen weisen das erste Element 2 und das zweite Element 3 die Versteifungselemente 27 auf.
Im ersten Ausführungsbeispiel, welches gemäß Fig. 1 ausgestaltet ist, ist im
Übergangsbereich 26 zwischen dem Sicherungsabschnitt 9, 12 und dem
Aufnahmeabschnitt 6; 7 ein Versteifungselement 27 ausgestaltet. Das
Versteifungselement 27 ist bevorzugt in Form einer Sicke ausgebildet. Die Sicke 27 ist sich nach Innen erstreckend ausgeführt, somit ist das Band 24 im Bereich der Sicke 27 bezogen auf die Längsachse 10 konvex ausgestaltet.
In Fig. 2 ist die erfindungsgemäße Verbindungsvorrichtung 1 in einer perspektivischen Darstellung in einem zweiten Ausführungsbeispiel illustriert. Die im ersten Endbereich 13 ausgebildeten Übergangsbereiche 26 weisen zusätzlich zu den im zweiten Endbereich 14 ausgebildeten Übergangsbereichen 26 ebenfalls jeweils ein Versteifungselement 27 in Form einer Sicke auf. Im zweiten Ausführungsbeispiel sind die Sicken 27 bezogen auf die Längsachse 10 konkav ausgeführt, das heißt mit anderen Worten, sie erstrecken sich nach Außen.
Die Versteifungselemente 27 sind jeweils in der axialen Mitte der Elemente 2, 3 ausgebildet. Dies führt insbesondere zu einer Erhöhung der Steifigkeit und Festigkeit im hochbelasteten Übergangsbereich, derart, dass eine Rissbildung ausgehend von einer Außenkante der jeweiligen Schenkel 25 verhindert wird.
In Fig. 3 ist ein Ausschnitt III der Verbindungsvorrichtung 1 gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel dargestellt. Der Ausschnitt III umfasst den zweiten Endbereich der Verbindungsvorrichtung, wobei dieser in einem perspektivischen Querschnitt entlang einer Mittelachse 28 der Verbindungsvorrichtung 1 dargestellt ist.
Das zweite Verbindungselement 5 ist in den beiden Sicherungsabschnitten 9, 12 aufgenommen, wobei ausgehend von einem Innenraum 29 des zweiten
Verbindungselementes 5 sich die beiden Sicherungsabschnitte 9, 12 um das zweite Verbindungselement 5 windend erstrecken. Die Sicke 27 ist in den Innenraum 29 axial hineinragend in den beiden Elementen 2, 3 ausgeführt.
In Fig. 4 ist in einem Längsschnitt der erste Endbereich 13 der Verbindungsvorrichtung 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel dargestellt. Das Versteifungselement 27 ist sich nach Außen erstreckend, das heißt bezogen auf die Längsachse 10 konkav, im
Übergangsbereich 26 ausgebildet und erstreckt sich in Richtung des ersten Anschlags 21 höchstens bis zum Kopf 17 des Steckelementes 16. Somit kann die in Richtung nach Außen maximale radiale Erstreckung des Versteifungselementes 27 mit Hilfe des ersten Verbindungselementes 4 und dessen Kopfes 17 festgelegt werden, da bevorzugt die Versteifungselemente 27 in den insgesamt vier Übergangsbereichen 26 der
Verbindungsvorrichtung 1 gleich ausgeführt sind.
Da das Versteifungselement 27 sich in den Innenraum 29 des zweiten
Verbindungselementes 5 erstreckend ausgebildet ist, ist das zweite Verbindungselement 5 dem Versteifungselement 27 angepasst ausgeführt, s. Fig. 5. Das heißt mit anderen Worten, dass zumindest eine den Innenraum 29 begrenzende Innenfläche 30 des zweiten Verbindungselementes 5, welche dem Sicherungsabschnitt 9; 12 gegenüberliegend ausgebildet ist, komplementär zum Versteifungselement 27, welches im dort angrenzenden Übergangsbereich 26 ausgeführt ist, ausgestaltet ist. Dies ist insbesondere von Vorteil bei einem bezogen auf die Längsachse 10 konvex ausgeführten
Versteifungselement 27, damit während der Montage eine entsprechend große
Aufweitung der Verbindungsvorrichtung 1 realisiert werden kann.
In Fig. 6 und 7 ist in einer perspektivischen Darstellung der zweite Endbereich 14 der erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel bzw. gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel dargestellt, wobei das in diesem
Endbereich 14 ausgebildete Versteifungselement 27 bezogen auf die Längsachse 10 im ersten Ausführungsbeispiel nach innen gewölbt und im zweiten Ausführungsbeispiel nach außen gewölbt ausgebildet ist, wobei das Versteifungselement 27 zwischen den beiden das Band 24 begrenzenden Schenkeln 25 aufgenommen ist.
In den Figuren 8 und 9 ist der erste Endbereich 13 der Verbindungsvorrichtung 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel in einer perspektivischen Darstellung mit Blickrichtung von außen bzw. mit Blickrichtung von innen, mit anderen Worten in einer Vorderansicht bzw. in einer Rückansicht, dargestellt, wobei deutlich die Wölbung des
Versteifungselementes 27 nach Außen erkennbar ist.
In den Figuren 10 und 11 ist in einer perspektivischen Ausschnittsdarstellung der erste Endbereich 13 der erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung 1 in einem dritten Ausführungsbeispiel in einer Rückansicht, d.h. in Blickrichtung von innen bzw. in einer Vorderansicht, d.h. in Blickrichtung von außen, dargestellt. Das Versteifungselement 27 ist gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel in einer länglichen Form mit abgerundeten Enden ausgebildet, wobei eine Breite B des Versteifungselementes 27 über seine Länge L mit Ausnahme der abgerundeten Enden, konstant ist. Im Vergleich dazu, weist das Versteifungselement 27 des ersten Ausführungsbeispiels und des zweiten
Ausführungsbeispiels eine sich bis zur Mitte der Länge L zunehmende Breite B auf.
Selbstredend ist die Form des Versteifungselementes 27 nicht auf die
Ausführungsbeispiele begrenzt, sondern kann beliebig ausgeführt sein.
In den Figuren 12 und 13 ist jeweils in einer Seitenansicht der erste Endbereich 13 der Verbindungsvorrichtung 1 , beispielhaft des zweiten Ausführungsbeispiels, im geöffneten Zustand bzw. im geschlossen Zustand illustriert. Der geöffnete Zustand repräsentiert einen Montagezustand, bei dem mit Hilfe des ersten Verbindungselements 4 der Umfang der Verbindungsvorrichtung 1 geschlossen ist, jedoch ist die Verbindungsvorrichtung 1 noch nicht vollständig mit den beiden Gehäuseabschnitten klemmend verbunden. Das heißt zwischen den Anschlägen 21 , 22 ist ein Spalt 31 ausgebildet.
Im geschlossenen Zustand, wie er in Fig. 13 dargestellt ist, ist der Spalt 31 aufgrund eines Kontaktes der beiden Anschläge 21 , 22 eliminiert, jedoch ist auch in diesem Zustand die Verbindungsvorrichtung 1 noch nicht vollständig mit den beiden Gehäuseabschnitten verklemmend ausgebildet. Eine die vollständige Verklemmung der
Verbindungsvorrichtung 1 mit den Gehäuseabschnitten herbeiführende Kraft wird durch, in diesem vorliegenden Ausführungsbeispiel, ein weiteres Verspannen der Mutter- Schrauben-Verbindung herbeigeführt, wobei die beiden benachbarten, den Anschlägen 21 , 22 gegenüberliegenden Übergangsbereiche 26 sich annähern, bis ein die vollständige Verklemmung der Bauteile herbeiführendes, auf insbesondere die Aufnahmeabschnitte 6, 7 wirkendes Maximalmoment durch das erste Verbindungselement 4 erreicht ist.
Die Übergangsbereiche 26 sind so auszuführen, dass nach einer Materialumformung des Profilmaterials dort eine gerade so große Zugspannung bzw. Druckspannung in den Schenkeln 25 ausgebildet ist, dass eine elastische Verformung der Übergangsbereiche 26 zur Realisierung eines Kontaktes zwischen den Anschlägen 21 , 22 möglich ist.
Eine Elastizität der Übergangsbereiche 26, die der Herbeiführung einer zwischen
Schenkeln 25 der Elemente 2, 3 auszubildenden Axialkraft dient, ist mit Hilfe der zwischen den Schenkeln 25 angeordneten Versteifungselemente 27 erreicht. Das heißt, dass ein veränderlicher Querschnitt in den Übergangsbereichen 26 so ausgebildet ist, dass eine elastische Verformung der Aufnahmeabschnitte 6, 7 bei hinreichender Steifigkeit der Übergangsbereiche 26 bei gleichzeitiger Aufnahme von Zug- bzw. Druckspannungen zur Einleitung einer Umfangsspannung in den Aufnahmeabschnitt 6; 7 erfolgen kann.
Zur Herstellung einer festen und unbewegbaren Verbindung der beiden
Gehäuseabschnitte mit Hilfe der Verbindungsvorrichtung 1 , wird nach Positionierung der Verbindungsvorrichtung 1 , welche die beiden Gehäuseabschnitte umfassend angeordnet ist, das erste Verbindungselement 4 vorgespannt, wobei die beiden Anschläge 21 , 22 aufeinander gepresst werden, derart, bis die beiden Spannarme 8, 11 wiederum in einem Winkel zueinander liegen, wobei jedoch ein größter Abstand zwischen den beiden Spannarmen 8, 11 im Übergangsbereich 26 ausgebildet ist. Die beiden Sicherungsabschnitte 9, 12 sind bevorzugt kranhakenartig ausgebildet, das heißt mit anderen Worten, dass sie das zweite Verbindungselement 5 gegen eine entlang der Mittelachse 28 im Wesentlichen axiale Verschiebung gesichert aufnehmen.
In einem nicht näher dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Versteifungselemente 27 desachsiert angeordnet, das heißt mit anderen Worten, dass ihre bezüglich ihrer
Längserstreckung ausgebildete Mittellinie nicht auf der Mittelachse 28 liegt, sondern diese Mittellinie in Richtung des Turbinengehäuses versetzt angeordnet ist.

Claims

Patentansprüche
1. Verbindungsvorrichtung für einen Abgasturbolader, mit einem im Wesentlichen gebogenen ersten Element (2) und einem im Wesentlichen gebogenen zweiten Element (3), wobei das erste Element (2) in einem ersten Endbereich (13) der Verbindungsvorrichtung (1 ) einen sich radial erstreckenden ersten Spannarm (8) und das zweite Element (3) im ersten Endbereich (13) einen dem ersten
Spannarm (8) gegenüberliegend ausgebildeten, sich radial erstreckenden zweiten Spannarm (11 ) aufweist, und wobei das erste Element (2) mit dem zweiten Element (3) in einem vom ersten Endbereich (13) abgewandt ausgebildeten zweiten Endbereich (14) der Verbindungsvorrichtung (1) bewegbar verbunden ausgebildet ist, und wobei der erste Spannarm (8) und der zweite Spannarm (11) mit Hilfe eines ersten Verbindungselementes (4) der Verbindungsvorrichtung (1) verbindbar sind, und wobei zwischen den beiden Endbereichen (13, 14) das erste Element (2) einen ersten Aufnahmeabschnitt (6) und das zweite Element (3) einen zweiten Aufnahmeabschnitt (7) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass
zur Erhöhung der Festigkeit der Verbindungsvorrichtung (1 ) in einem zwischen dem Spannarm (8; 11) und dem Aufnahmeabschnitt (6; 7) ausgebildeten
Übergangsbereich (26) ein Versteifungselement (27) ausgebildet ist.
2. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
beide Elemente (2, 3) in den Übergangsbereichen (26) an beiden Endbereichen (13, 14) das Versteifungselement (27) aufweisen.
3. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Versteifungselement (27) entlang einer Mittelachse (28) der
Verbindungsvorrichtung (1 ) sich mittig erstreckend ausgebildet ist, oder dass das Versteifungselement zur Mittelachse (28) desachsiert angeordnet ist.
4. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Versteifungselement (27) insbesondere bezüglich der Mittelachse (28) asymmetrisch ausgebildet ist.
5. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Versteifungselement (27) als Sicke ausgebildet ist.
6. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Versteifungselement (27) konvex oder konkav ausgebildet ist.
7. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Elemente (2, 3) profiliert, ein Querschnittsprofil aufweisend, ausgebildet sind.
8. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Querschnittsprofil u-förmig/trapezförmig ausgebildet ist.
9. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das erste Element (2) und das zweite Element (3) im zweiten Endbereich (14) mit Hilfe eines zweiten Verbindungselementes (5) bewegbar ausgebildet sind, wobei das zweite Verbindungselement (5) insbesondere in Form eines Kettengliedes (5) ausgebildet ist, wobei das erste Element (2) und/oder das zweite Element (3) durch das Kettenglied (5) durchführbar ausgebildet ist.
10. Abgasturbolader, mit einem insbesondere von heißem Abgas durchströmbaren ersten Gehäuseabschnitt und einem zweiten Gehäuseabschnitt, wobei der erste Gehäuseabschnitt und der zweite Gehäuseabschnitt miteinander mit Hilfe einer Verbindungsvorrichtung (1) verbunden ausgebildet sind, wobei die
Verbindungsvorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ausgestaltet ist.
11. Abgasturbolader nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass ein Versteifungselement (27) der Verbindungsvorrichtung (1) desachsiert zu einer Mittelachse (28) der Verbindungsvorrichtung (1 ) ausgebildet ist, wobei es einen kleineren Abstand von einem am ersten Gehäuseabschnitt anliegenden Schenkel (25) der Verbindungsvorrichtung (1) aufweist als von einem am zweiten
Gehäuseabschnitt anliegenden Schenkel (25).
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