涡轮增压器的外壳和涡轮增压器的制作方法

本发明涉及涡轮增压器的外壳和涡轮增压器。

背景技术：

涡轮增压器的基本构造是本领域技术人员已知的。涡轮增压器包括涡轮，第一介质在涡轮中膨胀。此外，涡轮增压器包括压缩机，第二介质在压缩机中被压缩，即利用在第一介质膨胀期间在涡轮中提取的能量。涡轮增压器的涡轮包括涡轮壳体和涡轮转子。涡轮增压器的压缩机包括压缩机壳体和压缩机转子。轴承壳体位于涡轮的涡轮壳体与压缩机的压缩机壳体之间，其中轴承壳体一方面连接到涡轮壳体，另一方面连接到压缩机壳体。在轴承壳体中，安装有轴，涡轮转子经由该轴联接到压缩机转子。

在涡轮增压器的操作过程中，存在涡轮增压器的转子(例如涡轮转子或压缩机转子)断裂和转子碎片击穿相关壳体(即涡轮壳体或压缩机壳体)的风险。然后会有涡轮增压器的碎片进入周围环境的风险。为了考虑到涡轮增压器转子爆裂的问题，实践中已知的涡轮增压器中的相应壳体被设计成使得相应壳体不期望出现故障，并且即使在相应转子破裂的过程中，其碎片也不会击穿相应壳体。然而，涡轮增压器的重量因此而增加。

为了避免不必要地增加涡轮增压器的重量，并且此外还保护已经在该领域中采用的涡轮增压器避免转子碎片击穿到周围环境中，从实践中已经知道给涡轮增压器配备外壳，该外壳在径向外侧和轴向外侧至少部分地围绕涡轮增压器的涡轮壳体和/或压缩机壳体和/或轴承壳体。

实践中已知的用于涡轮增压器的外壳包括轴向外壳区段，该轴向外壳区段在待包封的壳体的轴向侧上，在轴向外侧邻接待包封的壳体。此外，实践中已知的外壳包括至少一个径向外壳区段，该径向外壳区段在径向外侧邻接待包封的壳体，并在彼此相对定位的轴向外壳区段之间延伸。需要一种用于涡轮增压器的外壳，该外壳一方面具有简单的构造，并且另外可以容易地安装到待包封的壳体上，但是除此之外还提供了无限制的爆裂保护。

技术实现要素：

从这点出发，本发明基于创造涡轮增压器的新型外壳和具有这种外壳的涡轮增压器的目的。该目的通过根据权利要求1的涡轮增压器的外壳来实现。

涡轮增压器的外壳至少部分地围绕待包封的壳体，例如涡轮增压器的涡轮壳体和/或压缩机壳体和/或轴承壳体。该外壳包括第一外壳主体，该第一外壳主体从待包封的壳体的第一侧开始，能够在轴向方向上被推到待包封的壳体上，其中该第一外壳主体包括至少一个轴向外壳区段和多个径向外壳区段，轴向外壳区段与待包封的壳体邻接，在轴向外侧邻接第一侧，径向外壳区段与在径向外侧与待包封的壳体邻接。此外，外壳包括第二外壳主体，第二外壳主体从待包封的壳体的第二侧开始，能够在轴向方向上被推到待包封的壳体上，其中第二外壳主体包括至少一个轴向外壳区段和至少一个径向外壳区段，轴向外壳区段邻接待包封的壳体，在轴向外侧邻接第二侧，径向外壳区段在径向外侧邻接待包封的壳体，在径向外侧部分地覆盖第一外壳主体并连接到第一外壳主体。此外，外壳包括多个支撑件，其中每个支撑件包括第一部段，经由该第一部段，相应的支撑件可以安装到待包封的壳体上，并且其中每个支撑件包括两个部段，第一外壳主体经由该两个部段安装到相应的支撑件上。

如上所解释，除了第一外壳主体和第二外壳主体之外，根据本发明的外壳包括多个支撑件。支撑件可以安装在待包封的外壳上。外壳可以通过支撑件安装到待包封的壳体上。第一外壳主体可以安装到支撑件上，第二外壳主体可以安装到第一外壳主体上。因此，不仅提供了容易安装到待包封的壳体上的具有简单构造的外壳，而且还提供了一种确保不受限制的爆裂保护的外壳。

优选地，焊接螺母附连到支撑件的第二部段，第一外壳主体经由焊接螺母安装到相应的支撑件。第一外壳主体包括至少三个径向外壳区段，即径向外部的结构加强外壳区段、径向内部的热绝缘外壳区段和至少一个中间的结构加强外壳区段，该外壳区段以夹层方式布置在径向外部外壳区段与径向内部外壳区段之间，其中紧固螺钉穿过第一外壳主体的径向外壳区段延伸到焊接螺母中。这有利于简单且可靠地将第一外壳主体连接到支撑件上。除了由径向外部外壳区段和该中间外壳区段或每个中间外壳区段提供的爆裂保护之外，还可以另外提供良好的热绝缘，热绝缘主要由径向内部外壳区段提供。

优选地，另外的焊接螺母附连到第一外壳主体的径向外部外壳区段的内侧，第二外壳主体经由另外的焊接螺母安装到第一外壳主体，其中这些焊接螺母接合在邻接的中间外壳区段的凹部中。另外的紧固螺钉穿过第二外壳主体的该径向外壳区段或每个径向外壳区段延伸到第一外壳主体的焊接螺母中。这些细节用于简单且可靠地将第二外壳主体连接到第一外壳主体。

每个支撑件包括基体，其中第一部段在沿周向方向延伸至径向内侧的第一边缘上相对于基体成角度，并且其中第二部段在沿轴向方向延伸至径向外侧的第二边缘上相对于基体成角度。通过这种方式，支撑件一方面可以最佳地连接到待包封的壳体，另一方面第一外壳主体可以最佳地安装到支撑件。

根据本发明的涡轮增压器在权利要求10中定义。

附图说明

本发明的优选进一步发展从从属权利要求和以下描述中获得。通过附图更详细地解释本发明的示例性实施例，但不限于此。这里显示:

图1是根据本发明的外壳或涡轮增压器以及待包封的涡轮增压器壳体的透视图；

图2是了图1的布置，示出了外壳的拆开的组件，

图3是图2的布置，示出了外壳的拆开的第二外壳主体，

图4示出了图2的布置，示出了外壳的拆开的第一外壳主体和第二外壳主体，

图5是从第一外壳主体内侧提取的透视图，

图6是从第一外壳主体内侧提取的透视图，示出了外壳主体的部分拆开的内部外壳区段，

图7是通过图1的布置提取的轴向部段；

图8是通过图1的布置提取的另一轴向部段，

图9是通过图1的布置提取的再一轴向部段。

附图标记列表

1外壳

2壳体

3第一外壳主体

4第二外壳主体

5轴向外壳区段

6径向外壳区段

7径向外壳区段

8径向外壳区段

9轴向外壳区段

10径向外壳区段

11支撑件

12第一部段

13第二部段

14基体

15焊接螺母

16紧固螺钉

17主体

18凹部

19焊接螺母

20紧固螺钉

21凹部

22紧固螺钉

23覆盖元件。

具体实施方式

本发明涉及涡轮增压器的外壳和具有外壳的涡轮增压器。

涡轮增压器的基本构造是这里所涉及领域的技术人员所熟悉的。因此，涡轮增压器包括涡轮和压缩机，涡轮用于使第一介质膨胀，特别是用于使废气膨胀，压缩机用于压缩第二介质，特别是用于压缩增压空气，即利用在第一介质膨胀期间在涡轮中提取的能量。

涡轮包括涡轮转子和涡轮壳体。压缩机包括压缩机转子和压缩机壳体。涡轮转子和压缩机转子经由安装在涡轮增压器的轴承壳体中的轴被联接，其中轴承壳体既连接到涡轮壳体又连接到压缩机壳体。

特别是在操作过程中，例如当涡轮转子或压缩机转子断裂时，其碎片可能会击穿相应的壳体，即涡轮壳体或压缩机壳体，并进入周围环境。必须避免这种情况，为此，已知的是，给涡轮增压器配备一个外壳，该外壳围绕涡轮增压器的涡轮壳体和/或压缩机壳体和/或轴承壳体。

优选地，在涡轮壳体和/或压缩机壳体的区域中分别采用单独的外壳，该外壳至少部分地在径向外侧和轴向外侧围绕待包封的涡轮增压器的相应壳体。

外壳不仅用于提供爆裂保护。这种外壳还可用于热绝缘和隔音。

图1至图9示出了根据本发明的外壳1以及待包封的涡轮增压器的壳体2的不同视图和细节，其中图中所示的壳体2是涡轮增压器的涡轮的涡轮壳体。

外壳1包括多个外壳主体。始于待包封的壳体2的第一侧的第一外壳主体3可以沿轴向方向被推到待包封的壳体2上。此外，外壳1包括第二外壳主体4，该第二外壳主体4始于待包封的壳体2的与第一侧相对的第二侧，能够沿轴向方向被推到待包封的壳体2上，使得第二外壳主体4在径向外侧部分地覆盖第一外壳主体3(特别参见图2)。

第一外壳主体3包括至少一个轴向外壳主体区段5，该轴向外壳主体区段5邻接待包封的壳体2，在轴向外侧邻接待包封的壳体2的第一侧。此外，第一外壳主体3包括多个径向外壳主体区段6、7和8，这些径向外壳主体区段在径向外侧邻接待包封的壳体2，并在周向方向上循环。在所示的示例性实施例中，第一外壳主体3包括三个径向外壳主体区段6、7和8，即径向外部的结构加强外壳主体区段6、径向内部的热绝缘外壳主体区段7和中间的同样结构加强外壳主体区段8，该外壳主体区段8以夹层方式布置在径向外部外壳主体区段6与径向内部外壳主体区段7之间。多个中间径向外壳主体区段8也可以存在于径向外部外壳主体区段6与径向内部外壳主体区段7之间。

始于与第一侧相对定位的一侧的第二外壳主体4可在轴向方向上被推到待包封的壳体2上，该第二外壳主体4包括至少一个轴向外壳主体区段9，该轴向外壳主体区段9邻接待包封的壳体2，在轴向外侧邻接第二侧。此外，该第二外壳主体4包括至少一个径向外壳主体区段10，该径向外壳主体区段10在径向外侧邻接待包封的壳体2并在周向方向上循环。

第二外壳主体4在径向外侧部分地覆盖第一外壳主体3，即使得第二外壳主体4的径向外壳区段10在径向外侧部分地覆盖第一外壳主体3的径向外部外壳区段6(特别参见图2和7)。

除了第一外壳主体3和第二外壳主体4之外，外壳1包括多个支撑件11。每个支撑件11包括第一部段12，相应的支撑件11可以经由该第一部段12安装到待包封的壳体2上。此外，每个支撑件11包括第二部段13，第一外壳主体3可以经由第二部段13安装到相应的支撑件11上。

从图4中可以清楚地看出，支撑件11中每一个包括基体14。

用于将相应的支撑件11安装在待包封的壳体2上的第一部段12相对于相应的支撑件11的基体14向径向内侧成角度，即在基体14的沿外壳1或待包封的壳体2的周向方向延伸的边缘上成角度。

上面可安装外壳1的第一外壳主体3的相应支撑件11的第二部段13相对于相应支撑件11的基体14向径向外侧成角度，即在基体14的在外壳1或待包封的壳体2的轴向方向上延伸的边缘上成角度。

在每个支撑件11的第二部段13上，即在相应支撑件11的相应第二部段13的面向待包封的壳体2的一侧上，附连了焊接螺母15。这些焊接螺母15通过焊接而连接到相应支撑件11的相应第二部段13，通过这些焊接螺母15，外壳1的第一外壳主体3可以连接到支撑件11，即，使得紧固螺钉16从径向外侧穿过第一外壳主体3的径向外壳区段6、7和8延伸到焊接螺母15中。

热绝缘体17邻接焊接螺母15，热绝缘体17作用在支撑件11的第二部段13上。

为了提供外壳1的特别紧凑的设计，根据图6的外壳1的第一外壳主体3的径向内部外壳区段7包括凹部18，在外壳1的安装状态下，支撑件11的第二部段13延伸到凹部18中。

作用在支撑件11的第二部段13上的热绝缘体17然后绝缘，特别是，由于这些凹部18，第一外壳主体3的径向内部外壳区段7的热绝缘效果被中断。

为了将第二外壳主体4安装到第一外壳主体3上，通过在第一外壳主体3的径向外部外壳区段6的内侧上焊接来附连另外的焊接螺母19，第二外壳主体4经由另外的焊接螺母19安装到第一外壳主体3上。另外的紧固螺钉20穿过第二外壳主体4的该径向外壳区段10或每个径向外壳区段10延伸到第一外壳主体3的这些另外的焊接螺母19中。这些另外的紧固螺钉20用于将第二外壳主体4安装在第一外壳主体3上，另外的紧固螺钉20相应地从径向外侧延伸到径向内侧，和用于将第一外壳主体3安装到支撑件11上的紧固螺钉16一样。

用于将第一外壳主体3安装到支撑件11上的紧固螺钉16穿过第一外壳主体3的径向外壳区段6、7和8延伸到焊接螺母15中，焊接螺母15附连到支撑件11的部段13上。相比之下，用于将第二外壳主体4安装在第一外壳主体3上的紧固螺钉20延伸穿过第二外壳主体4的该径向外壳区段10或每个径向外壳区段10，并穿过第一外壳主体3的径向外部外壳区段6进入焊接螺母19，焊接螺母19附连到第一外壳主体3。

为了确保外壳的紧凑设计，焊接螺母19定位在第一外壳主体3的中间外壳区段8的邻接径向外部外壳区段6的凹部21中，该焊接螺母19通过焊接而附连到第一外壳主体3的径向外部外壳区段6，如图5所示。

如已经解释的，第一外壳主体3包括至少一个轴向外壳区段5和多个径向外壳区段6、7和8。在所示的示例性实施例中，第一外壳主体3不仅包括多个径向外壳区段6、7、8，还包括多个轴向外壳区段5，即具有结构增强性质的至少轴向外部外壳区段5和具有热绝缘性质的至少一个轴向内部外壳区段5。第二外壳主体5包括至少一个轴向外壳区段9和至少一个径向外壳区段11。优选地，第二外壳主体4包括两个轴向外壳区段9和两个径向外壳区段11，即在每种情况下具有结构增强性质的外部外壳区段和具有热绝缘性质的内部外壳区段。

第一外壳主体3的轴向外壳区段5以及径向外壳区段6、7和8都可以由多个部分部段组装而成或者实施为一个整体。这同样适用于第二外壳主体4的外壳区段9、10。这些可以实施为一个整体或由多个部分部段组装而成。

每个外壳主体14的至少外部轴向和外部径向外壳区段一起实施为一个整体，并且经由相对于它们成角度延伸的部段彼此合并。

那些具有结构增强性质的外壳区段优选由不锈钢制成。那些具有热绝缘性质的外壳元件优选由玻璃纤维材料制成。

如已经解释的那样，支撑件11在它们的第一部段13处连接到待包封的壳体2，即经由紧固螺钉22连接，第一部段13相对于相应支撑件11的基体14向径向内侧成角度，紧固螺钉22在轴向方向上延伸穿过相应支撑件11的第二部段12进入待包封的壳体2。

此外，外壳1包括覆盖元件23。该覆盖元件23在第二外壳主体4在径向外侧部分地覆盖第一外壳主体3的区域中覆盖紧固螺钉16、20，经由该覆盖区域中的紧固螺钉16、20，一方面第一外壳主体3连接到支撑件11，另一方面第二外壳主体4连接到第一外壳主体3。如果在操作过程中，紧固螺钉16、20由于高作用力而失效，则紧固螺钉被覆盖元件23保持，使得紧固螺钉不会进入周围环境并伤害周围环境中存在的人。覆盖元件23连接到外壳1的第二外壳主体4，优选是螺钉连接。

多个支撑件11分布在外壳1的第一外壳主体3的圆周上或待包封的壳体2的圆周上。

此外，本发明涉及一种具有根据本发明的外壳1的涡轮增压器。对于根据本发明的涡轮增压器，外壳1用于围绕并因此包封涡轮壳体或压缩机壳体，并且如果合适的话，至少部分地在径向外侧和轴向外侧包封轴承壳体的位于涡轮壳体与压缩机壳体之间的部段。

显然，外壳1包括凹部，用于供待包封的壳体2的轴和连接凸缘通过。