專利名稱：用于渦輪的殼體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要 求I的前序部分詳細(xì)定義的類型的、用于渦輪機(jī)的渦輪的殼體。
背景技術(shù)：
渦輪機(jī)在一般的現(xiàn)有技術(shù)中是已知的。其中，這些渦輪機(jī)的渦輪典型地是廢氣動力渦輪機(jī)或壓縮機(jī)葉輪。兩種渦輪彼此組合地例如在所謂的廢氣渦輪增壓器中應(yīng)用。此外，廢氣動力渦輪機(jī)可以單獨(dú)地是所謂的渦輪-復(fù)合-系統(tǒng)的一部分。廢氣動力渦輪機(jī)典型地應(yīng)用在機(jī)動車中，并且在那里大多是與內(nèi)燃發(fā)動機(jī)相結(jié)合而應(yīng)用的。其中，廢氣動力渦輪機(jī)利用廢氣中的、特別是內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的廢氣中的熱能和壓力能，以便從中回收能量。通過回收的能量能夠隨后例如在廢氣渦輪增壓器中驅(qū)動壓縮機(jī)葉輪，以便壓縮被輸送至內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的新鮮空氣。在渦輪-復(fù)合-系統(tǒng)中，借助于廢氣動力渦輪機(jī)從廢氣中回收的能量典型地用于，補(bǔ)充性地提供用于驅(qū)動機(jī)動車的機(jī)械功率。廢氣動力渦輪機(jī)的其它從現(xiàn)有技術(shù)中已知的、類似的應(yīng)用也可以將回收的能量同于其它方面，例如用于驅(qū)動輔助機(jī)組或者類似裝置?，F(xiàn)在是這樣的情況，即在渦輪增壓器的范疇中，但也在渦輪-復(fù)合-系統(tǒng)的范疇中非常常見地設(shè)有所謂的廢氣泄壓閥、排氣閥或空氣再循環(huán)閥。其中，這些閥典型地構(gòu)造為瓣的形式，氣體通過流動通道從某個或者某些渦輪中流出，或者流向某個或者某些渦輪，這些瓣能夠打開該流動通道中的開口，從而能夠?qū)怏w例如排放到渦輪后面的區(qū)域中。在這種情況下，即在廢氣渦輪機(jī)的區(qū)域中使用閥裝置的情況下，閥裝置典型地稱為廢氣泄壓閥。該閥裝置則可用于改進(jìn)廢氣動力渦輪機(jī)的可調(diào)節(jié)性。如果在這樣的情況下，通過這樣的廢氣泄壓閥降低了廢氣動力渦輪機(jī)上方的廢氣壓力，那么損失便會最小化。具有類似的構(gòu)造的閥裝置也可以作為渦輪機(jī)的渦輪應(yīng)用在壓縮渦輪機(jī)的區(qū)域中。它隨后例如能夠在壓縮渦輪機(jī)周圍打開一個旁路，以便作為純粹的安全閥或者將壓縮渦輪機(jī)后面的已壓縮的空氣排出，從而由此對空氣輸送進(jìn)行調(diào)節(jié)。然而，由于由此帶來的能量損失，最后提到的、在現(xiàn)有技術(shù)中非常普遍的變體總體上來說并不是優(yōu)選的變體。在此，對于此類閥裝置而言的典型構(gòu)造是通過在用于渦輪的殼體中的殼體壁中的流動開口實(shí)現(xiàn)該閥，而流動開口可以由相對于該流動開口可運(yùn)動的瓣關(guān)閉或者開啟。這樣的瓣典型地通過軸操縱，該軸穿過殼體向外突出并且例如設(shè)有杠桿和調(diào)節(jié)元件。在軸的處于殼體中的一側(cè)上，瓣則設(shè)計為相對于軸而言是抗扭的，例如偏心地焊接在一起。因此，通過軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，瓣能夠放置在殼體壁中的流動開口上，以將其關(guān)閉，或者能夠?qū)陱牧鲃娱_口處擺動離開，以開啟該開口。由于瓣擺動到流動通道的區(qū)域中，具有瓣的構(gòu)造此外還有一個優(yōu)點(diǎn)，即流動通道通過該瓣在其可流過的橫截面上變窄。如果此時將軸并且由此將瓣的擺動軸線在介質(zhì)的流動方向上布置在殼體壁中的流動開口的后方，那么由此能夠產(chǎn)生有利的滯止壓力，該滯止壓力有利于使得介質(zhì)經(jīng)過從此時起由瓣開啟的流動開口流出。此時，這類構(gòu)造的問題在于，典型地在殼體壁的區(qū)域內(nèi)設(shè)有用于使軸從中穿過的開口，以操縱閥瓣。該用于軸的開口或者是與軸的直徑相適應(yīng)的、穿過殼體壁的通孔，或者是壓入殼體壁中的、用于軸的軸套。在將軸布置穿過殼體壁中的或者是壓入的軸套中的開口后，其中，軸也有可能能夠與軸套一起壓入殼體壁中，此時必須使閥瓣與軸連接。這通常通過焊接實(shí)現(xiàn)，而這種焊接則必須在流動通道的、典型地非常狹窄的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行。其中，須將瓣精確地固定在應(yīng)當(dāng)使該瓣關(guān)閉或者開啟的流動開口的上方?；诘湫偷鬲M窄的位置情況，這種布置投入非常大并且需要相應(yīng)較長的安裝時間。此外，基于狹窄的位置情況通常會發(fā)生安裝錯誤，這些安裝錯誤隨后導(dǎo)致閥瓣和流動開口之間的不密封性。隨后則必須對用于渦輪的殼體進(jìn)行加工或者甚至可能棄之不用。如果將軸套壓入殼體中的開口中，那么在壓入過程期間此外還得注意殼體的合適的夾具。由于用于渦輪的殼體典型地具有圍繞渦輪的最大直徑的螺旋通道，則各個單獨(dú)的殼體的拱形結(jié)構(gòu)、直徑和半徑根據(jù)構(gòu)造類型和性能的不同通常差異巨大。但是為了能夠安全地并且可靠地實(shí)現(xiàn)軸套的壓入，必須對于殼體的各個單獨(dú)的構(gòu)造類型分別存在一種合適的容納裝置，以保證垂直于壓入方向安全地并且穩(wěn)定地這樣容納殼體，即殼體能夠經(jīng)受住壓入殼體時所施加的壓力而不造成損害?；诎惭b時相對較高的不同的殼體的數(shù)量和鑒于 固定裝置的高昂費(fèi)用、并且由于經(jīng)常性的、在壓入時必須的工具更換，這是很不利的。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于，提出一種用于渦輪機(jī)、例如廢氣動力渦輪機(jī)的渦輪的殼體，該殼體避免了所述的缺陷并且提供了這種可能性，即將閥瓣簡便、安全并且可靠地裝入殼體中。根據(jù)本發(fā)明，該目的通過在權(quán)利要求I的特征部分中所述的特征實(shí)現(xiàn)。此外，根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)造的其它的有利設(shè)計方案和改進(jìn)方案在從屬權(quán)利要求中進(jìn)行說明。在根據(jù)本發(fā)明的、用于渦輪的殼體中設(shè)計為，軸穿過殼體壁經(jīng)開口引導(dǎo)通向流動通道的外部，該開口的開口寬度大于閥瓣的最小投影面以及軸的在安裝完畢的狀態(tài)下突出到流動通道中的部分的最小投影面的最大直徑，并且該開口在安裝完畢的狀態(tài)下利用頂蓋封閉，該軸延伸穿過該頂蓋。根據(jù)本發(fā)明的殼體也就是在圍繞流動通道的殼體壁的區(qū)域內(nèi)設(shè)有開口，該開口的大小這樣選擇，即閥瓣和軸在已連接的狀態(tài)下能夠穿過該開口導(dǎo)入流動通道中。這樣，便能夠非常簡單、可靠并且以高度的精確性安裝該結(jié)構(gòu)，這是因?yàn)椴槐卦诹鲃油ǖ赖膬?nèi)部進(jìn)行閥瓣和軸的連接。閥瓣和軸更確切地說可以預(yù)安裝在殼體的外部，并且隨后穿過開口引入流動通道中。該開口隨后通過頂蓋在安裝完畢的狀態(tài)下封閉，其中，軸穿過頂蓋延伸。該頂蓋原則上能夠以任意的方式和方法與殼體連接?？刹鹦兜倪B接、例如通過將頂蓋螺紋擰緊在殼體上實(shí)現(xiàn)的可拆卸的連接，在可能的維護(hù)工作或者類似工作方面肯定是十分有利的。然而原則上也可以考慮，將頂蓋與殼體壓緊或者焊接在一起。其中，頂蓋本身同樣能夠與軸和閥瓣作為組合單元預(yù)安裝在一起，因此在安裝時，這些部件能夠布置在流動通道以及殼體中并且與其連接。其中，閥瓣、流動開口、開口和頂蓋的接合裝置能夠超越殼體的不同構(gòu)造系列而總是設(shè)計為相同，這樣便能夠簡單并且有效地將預(yù)安裝的組合單元集成在具有不同幾何外形的殼體類型中。由于從此時起，對于不同的殼體類型而言均能夠相同地構(gòu)造并且預(yù)安裝該組合單元，因此基于較高的零件數(shù)而在這里能夠節(jié)省生產(chǎn)-和制造成本。
此外，在根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)造的一個特別有利的改進(jìn)方案中，頂蓋設(shè)計為圓形并且在其端面上至少部分地設(shè)有螺紋，該螺紋與相應(yīng)設(shè)計的開口的區(qū)域中的螺紋共同起作用。這種特別簡單并且有效的構(gòu)造能夠?qū)㈨斏w和其固定的可能性這樣設(shè)計為一體，即例如由頂蓋、軸和閥瓣構(gòu)成的預(yù)安裝的單元能夠簡單地穿過開口導(dǎo)入殼體中并且與其螺紋擰緊。此外，頂蓋能夠設(shè)計為一個唯一的具有例如布置在中央的或者偏心布置的開口的部件，軸從該開口中穿過，理想情況下該軸與頂蓋密封地嚙合地從該開口中穿過。其中，開口的偏心的布置提供了這種可能性，即通過使頂蓋圍繞其中心點(diǎn)轉(zhuǎn)動實(shí)現(xiàn)軸的位置的移動。由此能夠補(bǔ)償閥瓣和流動通道之間的可能的公差偏差。此外，對此的補(bǔ)充方案或者替換方案可以設(shè)計為，頂蓋具有用于軸的軸套。這樣的軸套能夠例如由合適的軸承材料制成，而頂蓋本身則能夠由其它的、對于持久堅(jiān)固的螺紋的連接和裝入而言更合適的材料制造。 此外，在一個由此出發(fā)特別有利的改進(jìn)方案中，軸套設(shè)計為與頂蓋壓緊在一起。軸套這樣與頂蓋壓緊基本上符合迄今為止的現(xiàn)有技術(shù)中的普遍的安裝方式。但是不必為殼體設(shè)計不同的固定裝置，這是由于套僅與頂蓋壓緊在一起，該頂蓋在殼體的所有構(gòu)造系列中在理想狀態(tài)下是標(biāo)準(zhǔn)化的并且由此在壓緊時僅需要一個唯一的容納裝置。與迄今為止的構(gòu)造相同，不必改變已證明是合適的材料和尺寸，軸套隨后能夠與頂蓋壓緊在一起。由具有壓入的軸套的頂蓋、軸和布置于其上、例如焊接于其上的閥瓣構(gòu)成的總體結(jié)構(gòu)隨后能夠獨(dú)立于渦輪的殼體預(yù)安裝并且以較大的零件數(shù)儲存。在安裝時則僅須根據(jù)以上所說明的特別優(yōu)選的設(shè)計方案通過導(dǎo)入閥瓣和螺紋擰緊頂蓋將這種預(yù)安裝的組合單元集成在殼體中。此外，在另一個設(shè)計方案中可以設(shè)計為，軸在遠(yuǎn)離閥瓣的一側(cè)上具有杠桿。這種杠桿也能夠在預(yù)安裝組合單元時直接一并安裝、例如焊接。因此，組合單元能夠直接與用于操縱閥瓣以開啟或者關(guān)閉流動通道中的流動開口的操縱裝置、例如伺服電動機(jī)、液壓的或者氣動的驅(qū)動器或者類似裝置連接。此外，這類殼體的優(yōu)選的應(yīng)用在于作為用于渦輪增壓器的或者渦輪-復(fù)合-系統(tǒng)的廢氣動力渦輪機(jī)的所謂的廢氣泄壓閥而使用。但是，用于實(shí)現(xiàn)用于渦輪增壓器中的壓縮機(jī)葉輪的排氣閥的應(yīng)用也是可以考慮的。因此，按照一個根據(jù)本發(fā)明的殼體的非常有利的設(shè)計方案設(shè)計為，渦輪是廢氣渦輪增壓器的廢氣動力渦輪機(jī)和/或壓縮機(jī)葉輪。


此外，根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)造的其它的有利的設(shè)計方案從隨后說明的、參考附圖詳細(xì)說明的實(shí)施例中得出。圖中示出圖I示出廢氣渦輪增壓器的示意圖；和圖2示出根據(jù)本發(fā)明的閥裝置在廢氣動力渦輪機(jī)的區(qū)域中的可能的設(shè)計方案。
具體實(shí)施例方式后面的實(shí)施例以渦輪增壓器3為例說明了用于廢氣動力渦輪機(jī)2的閥裝置I的功能和構(gòu)造，在圖I的示意圖中可以示意性地識別出該渦輪增壓器。其中，廢氣動力渦輪機(jī)或者說廢氣渦輪增壓器3的渦輪機(jī)2以本身已知的方式和方法通過軸4與壓縮機(jī)以及壓縮機(jī)葉輪5連接。例如來自未示出的內(nèi)燃機(jī)的區(qū)域的熱的廢氣通過用A表示的箭頭流向渦輪機(jī)
2。這種熱的廢氣在渦輪機(jī)2中減壓并且隨后通過用a表示的箭頭進(jìn)入周圍環(huán)境的區(qū)域中。其中產(chǎn)生的機(jī)械功率通過軸4直接傳輸至壓縮機(jī)5上，該壓縮機(jī)根據(jù)箭頭b從周圍環(huán)境抽吸新鮮空氣，該新鮮空氣被壓縮并根據(jù)箭頭B作為燃燒空氣輸送至剛剛提及的內(nèi)燃機(jī)中。其中，這種構(gòu)造在現(xiàn)有技術(shù)中本身是已知的。應(yīng)該以廢氣渦輪增壓器3為例詳細(xì)說明閥裝置I的后面將說明的功能。類似的構(gòu)造同樣也能夠應(yīng)用在渦輪-復(fù)合-系統(tǒng)中，該系統(tǒng)同樣具有廢氣動力渦輪機(jī)或者說渦輪機(jī)2，然而，該渦輪機(jī)通過軸4隨后驅(qū)動的不是壓縮機(jī)5，而典型地是齒輪或者說小齒輪。通過該小齒輪隨后將在渦輪機(jī)2的區(qū)域中獲得的功率用于其它方面，例如通過液力耦合器和曲柄軸的相應(yīng)的傳動裝置作為補(bǔ)充功率以供使用。另一個應(yīng)用可能性在于壓縮機(jī)葉輪5的區(qū)域中。在這里也可能通過閥裝置I將空氣導(dǎo)入圍繞壓縮機(jī)葉輪5的旁路中或者將空氣從壓縮機(jī)葉輪5的區(qū)域中排出。為此而使用的閥裝置可以構(gòu)造為類似于根據(jù)本發(fā)明的閥裝置I，在后面將以廢氣側(cè)的例子詳細(xì)地說明并闡釋這種閥 >J-U裝直。在特定的運(yùn)行情況下，不僅在廢氣渦輪增壓器3中、而且在渦輪-復(fù)合-系統(tǒng)中都會出現(xiàn)這樣的情況，即不應(yīng)引導(dǎo)廢氣A穿過渦輪機(jī)2，而應(yīng)引導(dǎo)其整體或者典型的是部分地圍繞著渦輪機(jī)2。為此使用了也稱為循環(huán)排氣閥、空氣再循環(huán)閥、排氣閥或者廢氣泄壓閥的閥裝置I。它將流入渦輪機(jī)2中的廢氣A的區(qū)域與離開渦輪機(jī)2的廢氣a的區(qū)域連接起來。那么后面還將進(jìn)一步探討這種閥裝置I。在圖2的示意圖中能夠看到在圖I中根據(jù)原理說明的閥裝置I的具體構(gòu)造。閥裝置I由閥瓣6構(gòu)成，該閥瓣能夠關(guān)閉并且開啟殼體壁8中的、在這里以虛線示出的流動開口7。其中，殼體壁8圍繞流動通道9、例如用于使得廢氣A流入廢氣動力渦輪機(jī)2中的進(jìn)氣室。其中，殼體壁8是殼體的一部分，在這種情況下即例如是渦輪機(jī)殼體的一部分。除了閥瓣6夕卜，閥裝置I還由軸10構(gòu)成，該軸在這里示出的實(shí)施例中與閥瓣6偏心地布置并且通過連接元件11與其連接。這種連接特別地能夠通過將閥瓣6與連接元件11和/或軸10焊接在一起而實(shí)現(xiàn)。此外，閥裝置I在其軸10的遠(yuǎn)離流動通道9的端部上具有杠桿12，該杠桿同樣地與軸10連接、例如焊接在一起。杠桿12與操縱裝置13、例如伺服電動機(jī)、液壓-或者氣動活塞或者類似裝置連接。通過在杠桿12上的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，閥瓣6能夠從在圖2中示出的、流動開口 7的關(guān)閉位置中圍繞軸10的軸線轉(zhuǎn)動，并且根據(jù)轉(zhuǎn)動角度的不同，由此開啟流動開口 7的持續(xù)擴(kuò)大的橫截面。此外，軸10在這里示出的實(shí)施例中這樣支撐在軸套14中，即該軸能夠通過杠桿12和操縱裝置13旋轉(zhuǎn)，并且同時保證流動通道9在軸10和軸套14之間的區(qū)域中的盡可能優(yōu)良的密封性。此外，軸套14裝入、例如壓入頂蓋15中。頂蓋15在安裝完畢的狀態(tài)下被置入殼體壁8中的開口 16中。通過螺紋17將殼體壁8和頂蓋15彼此擰緊。頂蓋15除了在其端面的、靠近流動通道9的區(qū)域內(nèi)的螺紋17外，在遠(yuǎn)離流動通道9的區(qū)域內(nèi)還具有軸環(huán)18，該軸環(huán)在其靠近流動通道的表面上具有密封面19。在安裝完畢的狀態(tài)下，該密封面19與相一致的、圍繞開口 16的密封面20共同形成頂蓋15和殼體壁8之間的非常優(yōu)良的密封?，F(xiàn)在，開口 16具有在圖2中示出的實(shí)施例中符合圓直徑的開口寬度D。在開口 16的其它設(shè)計方案中，例如在從外部將頂蓋15以法蘭連接在殼體壁8上的設(shè)計方案中，開口也可能具有其它的形式，例如矩形、橢圓形或者其它類似形狀。在這種情況下，可以將開口寬度D分別理解為最大的開口寬度。其中，在任何情況下都能夠這樣選擇開口寬度D，即該開口寬度大于閥瓣6的最小投影面以及軸10的在安裝完畢的狀態(tài)下突出到流動通道9中的部分的最小投影面的最大直徑。最小投影面的最大直徑例如通過在圖2中以d表示的直徑說明。閥裝置I的在安裝完畢的狀態(tài)下突出到流動通道9中的部分的該最小投影面的最大直徑a能夠-在示出的例子中通過輕微的傾斜-穿過較大的開口 16在安裝完畢的狀態(tài)下引入流動通道7中。由此能夠避免投入大的安裝，例如避免投入大地將閥瓣6與連接元件11和/或軸10焊接在流動通道7的內(nèi)部。具有閥瓣6、連接元件11、軸10、軸套14、頂蓋15和可能具有杠桿12的閥裝 置I的構(gòu)造由此能夠預(yù)安裝在流動通道9的外部，并且隨后能夠穿過開口 16引入流動通道中，并且能夠通過螺紋固定擰緊頂蓋15安裝。在安裝方面的投入便由此最小化。
權(quán)利要求
1. 一種用于潤輪機(jī)(3)的潤輪(2, 5)的殼體,具有 I. I由殼體壁(8)圍繞的流動通道(9)， I. 2閥瓣(6)，所述殼體壁(8)中的流動開口(7)能通過所述閥瓣選擇性地關(guān)閉或者開啟， I. 3與所述閥瓣(6)連接的軸(10)，其中 I. 4所述軸(10)穿過所述殼體壁(8)中的開口(16)引導(dǎo)通向所述流動通道(9)的外部， 其特征在于， 1.5所述開口(16)的開口寬度(D)大于所述閥瓣(6)的和在安裝完畢的狀態(tài)下所述軸(10)的突出到所述流動通道(9)中的部分的最小投影面的最大直徑(d)，并且所述開口(16)在安裝完畢的狀態(tài)下利用頂蓋(15)封閉，所述軸(10)延伸穿過所述頂蓋。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的殼體，其特征在于，所述頂蓋(15)與所述殼體壁(8)螺紋擰緊。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的殼體，其特征在于，所述頂蓋(15)設(shè)計為圓形并且在其端面上至少部分地設(shè)有螺紋(17)，所述螺紋與相應(yīng)設(shè)計的所述開口(16)的區(qū)域中的螺紋(17)共同起作用。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的殼體，其特征在于，所述頂蓋(15)在其所述端面的、靠近所述流動通道(9)的一側(cè)上具有所述螺紋(17)并且在其遠(yuǎn)離所述流動通道的一側(cè)上具有軸環(huán)(18)，所述軸環(huán)具有至少一個密封面(19)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4中任一項(xiàng)所述的殼體，其特征在于，所述頂蓋(15)的旋轉(zhuǎn)軸線和所述軸(10)的旋轉(zhuǎn)軸線在所述頂蓋(15)的區(qū)域中彼此隔開地布置。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至5中任一項(xiàng)所述的殼體，其特征在于，所述頂蓋(15)具有用于所述軸(10)的軸套(14)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的殼體，其特征在于，所述軸套(14)設(shè)計為與所述頂蓋(15)壓緊在一起。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至7中任一項(xiàng)所述的殼體，其特征在于，所述閥瓣(6)和所述軸(10)至少間接地彼此焊接在一起。
9.根據(jù)權(quán)利要求I至8中任一項(xiàng)所述的殼體，其特征在于，所述軸(10)在遠(yuǎn)離所述閥瓣(6)的一側(cè)上具有杠桿(12)。
10.根據(jù)權(quán)利要求I至9中任一項(xiàng)所述的殼體，其特征在于，所述渦輪設(shè)計為廢氣動力渦輪機(jī)(2)和/或廢氣渦輪增壓器(3)的壓縮機(jī)葉輪(5)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于渦輪機(jī)的渦輪的殼體，具有-由殼體壁圍繞的流動通道，-閥瓣，殼體壁中的流動開口能通過該閥瓣選擇性地關(guān)閉或者開啟，-與閥瓣連接的軸，其中-軸穿過殼體壁中的開口引導(dǎo)通向流動通道的外部。本發(fā)明的特征在于，開口的開口寬度大于閥瓣的和在安裝完畢的狀態(tài)下軸的突出到流動通道中的部分的最小投影面的最大直徑，并且開口在安裝完畢的狀態(tài)下利用頂蓋封閉，軸延伸穿過該頂蓋。
文檔編號F02B37/18GK102971505SQ201180033163
公開日2013年3月13日 申請日期2011年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月9日
發(fā)明者斯特凡·克勒 申請人:沃依特專利有限責(zé)任公司