用于离心压缩机的壳体制造技术

本发明专利技术涉及一种离心压缩机壳体，尤其用于内燃机的涡轮增压器，此壳体包括至少两个由合成材料制成的壳体部件（２、３、４），其中设置了压缩机转轮容纳腔（３４）和螺旋形通道（２５），并且具有将压缩机转轮容纳腔和／或壳体（１）至少部分地环形包围的安全结构（２２、２３、２４、３０、３３），所述安全结构至少与壳体部件中的一个不可拆分地相连。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种按权利要求1的前序部分所述的壳体，用于离心压缩机，尤其用 于涡轮增压器。
技术介绍
从DE 102 60 042 Al中已知一种内燃机的废气涡轮增压器的涡轮增压器壳体。此 压缩机壳体由多个部件组接而成，这些部件由热固合成材料构成。这些部件为实现气密性 而相互粘合在一起。在DE 103 14 209 B3中描述了一种离心压缩机，作为废气涡轮增压器的一部分， 它由两个碗状的壳体部件组接而成，这些壳体部件由热固合成材料塑造而成。这种材料具 有很高的密度，因此与其它由金属构成的传统增压器壳体相比具有重量优势。在DE 103 14 209 B3中，通过在壳体部件中设置梳子状的凹槽，来试图克服此巨大重量，这些凹槽通过隔 板相互分开并基本同中心地围绕着进气口轴线进行延伸。现有构造的缺点是，所述的材料(即热固合成材料)相当难加工，因为要遵循粘合 连接的严格条件。此外，缺点还包括易碎性、吸水性高、声音发散性高和制造成本高。由热塑性合成材料制成的压缩机壳体可更简单且成本更低廉地制成。由于使用的 材料和重量，可优化壳体部件的壁厚。当然，还存在着这样的危险，即在运行过程中，当压缩 机转轮的部件损坏时，金属碎片会以巨大的能量径向甩向壳体的壁部，并穿透此壳体。在离心压缩机中必须保证足够的运转安全性。由于涡轮增压器的转轮转速很高存 在着这样的危险，即在压缩机转轮损坏时，金属碎片会穿透压缩机的壳体，并损坏内燃机的 发动机舱。
技术实现思路
本专利技术的目的是，为离心压缩机创造一种构造轻便的壳体，在压缩机转轮损坏的 情况下减少压缩机转轮的四处飞散的部件的危险。按本专利技术，此目的借助权利要求1的特征得以实现。从属权利要求给出了适宜的 改进方案。按本专利技术的用于离心压缩机的壳体包括至少两个合成材料制成的壳体部件构成， 它们一方面用来容纳压缩机转轮，另一方面在它们之间构成螺旋形的压缩机通道(下面称 为螺旋形通道)。此外，此壳体具有将压缩机转轮至少部分地环形包围的安全结构。此安全 结构可使壳体达到明显更大的刚性和坚固性，因此在压缩机转轮破碎的情况下大大提高安 全性。断裂的转轮部件由于压缩机转轮的高速旋转会切向地外甩并抵达安全结构上，此安 全结构加固了壳体的壁并防止它由于转轮部件的动能而变形或破碎。按安全结构的第一有利的实施例，稳定元件位于构成为环形腔的中空腔中，此中 空腔设置在压缩机转轮容纳腔和螺旋形通道之间。此环形腔因此直接在径向方向上连到压 缩机转轮上，其中位于环形腔中的稳定元件在出现意外时截住压缩机转轮的碎片。此环形腔优选由两个壳体部件限界，在此尤其指位于内部的中间部件和上方部 件，此中间部件当作形成压缩机转轮容纳腔的轴瓦，此上方部件构成为压缩机前端部件并 放置在中间部件上。此稳定元件优选与中间罩(Mittelschale)构成为一体，其中原则上附 加或备选地可考虑把稳定元件与上方部件设计成一体。在与中间部件构成为一体的情况 下，稳定元件从中间部件的壁出发沿径向朝外延伸到环形腔中。按第二有利的实施例，安全结构作为稳定元件与作为壳体的压缩机后壁的下方部 件构成为一体。在这种情况下有利的是，稳定元件沿着下方部件的径向外侧面延伸。因此， 稳定元件包围壳体因而也沿着壳体外壁包围压缩机转轮容纳腔，其中碎裂的转轮部件首先 被位于壳体内部的壁制动，只有在穿透这个沿径向位于内部的壁之后才能抵达稳定元件， 此稳定元件额外地给整个壳体增加了稳定性，并负责提供足够的稳定性以防止壳体被碎裂 的转轮部件穿透。因为转轮部件被其它位于内部的壁制动，所以稳定元件原则上设计得具 有较低强度就足够了。原则上还可能的是，既设置位于内部的稳定元件，它适宜地设置在包围压缩机转 轮的环形腔中，还在壳体外侧面上设置额外的、沿径向位于外部的稳定元件。稳定元件的加固元件优选构成为径向的加强筋，它们以有规律或无规律的间隔沿 着稳定元件的长度在径向方向上延伸。在稳定元件(其在壳体的圆周方向中延伸)的长度 上，加强筋可具有交替的径向膨胀，这与在压缩机转轮的壳体中或者说在压缩机转轮的壳 体上的情况相适配，尤其在稳定元件位于内部时与容纳的中空腔的形状相适配。为了进一步改善稳定性，在稳定元件中设置了连接片，它将单个的加强筋相互连 接起来，并在稳定元件的纵向上延伸。尤其在稳定元件的纵轴线方向上，因而也横向于单个 加强筋的平面，此连接片大大提高了坚固性和稳定性。壳体部件优选由合成材料制成，尤其由热塑性的合成材料例如聚苯硫醚(PPS)制 成，它适合用喷塑方法。此合成材料用填充料如玻璃纤维填充，以便进一步改善性能。在圆周上也可分散着多个单个的稳定元件，它们分别设有加固元件。既在直接包 围压缩机转轮的环形腔中，也在壳体的外侧上，可以相应设置仅仅一个亦或多个稳定元件。在轴线方向上，环形腔以有利的方式至少在压缩机转轮的轴线长度上延伸，其中 必要时也可以考虑基本在对环形腔壳体进行限界的壳体部分之一的长度上延伸。在径向方向上，环形腔具有延伸段，此延伸段允许放入稳定元件。就限界的壁的壁 厚而言，此径向延伸段优选是壁厚的多倍，例如三至五倍的壁厚。此外还适宜的是，环形腔 的径向延伸段在圆周上看与螺旋形的压缩机通道的形状相适配。因为压缩机通道在圆周方 向上具有变化的直径，与在压缩机通道的直径较大的截段中相比，在直径较小的截段中为 环形腔提供了更大的径向延伸段。由热塑性的合成材料尤其PPS制造压缩机壳体的优点是制造容易，而且再生性 好。在用喷塑方法进行制造时，可放弃热熔芯技术(Kernschmelztechnik)，而是只需在喷塑 方法中借助简单构成的、能够在开闭方向上封闭的工具就能实现。另一优点在于壳体的复 杂几何形状的制造，例如具有多个侧面凹陷的螺旋形通道。最后，热塑性的合成材料能以很 高的尺寸精度制成，因此可省略再加工并把它保持在限定范围之内。此外，热塑性的合成材 料是耐热的、压力密封的，并因此在重量轻的前提下具有良好的隔声性能。另一具有优点的可能性在于，壳体部件由固定不变的壁厚构成，因此可避免材料堆积，并减少裂缝形成的风险。壳体部件尤其可通过超声波焊接的方式焊接在一起。为了能把焊接过程所需的超 声波探头(超声波发生器)以简单的方式定位在预先规定的焊缝上，待焊接的壳体部件之 间的接触区域以有利的方式位于壳体的轴向端面附近，尤其位于流入侧附近。此外，壳体部 件之间的接触区域优选与螺旋形的压缩机通道相隔一段距离，因此不期望的、由焊接产生 的毛刺不会影响在螺旋通道内侧的空气传导。按另一有利的实施例，壳体整体上包括三个壳体部件，它们是当作压缩机前端部 件的上方部件、当作压缩机后壁的下方部件以及当作位于内部的轴瓦的中间部件。上方部 件和下方部件构成为外部的壳体部件，中间部件定位在它们之间，此中间部件用来容纳压 缩机转轮。环形腔优选设置在中间部件和上方部件之间。既在环形腔中，也在下方部件上 可分别设置一体构成的稳定元件。按本专利技术的一个可能的构造方案，中间部件设置在包围压缩机转轮的轴向部段 上，此轴向部段具有沿径向向外指向的加强筋。此外适宜的是，在上方部件和下方部件之间 构成螺旋形通道，其中螺旋形通道的壁在下方部件中由在圆周方向上扩展的弯拱构成。因 此，用来阻挡或抵御的设备可按目标地构成在有可能遭受最大负荷的弯拱上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种尤其用于涡轮增压器的离心压缩机壳体，包括壳体（１），此壳体具有至少两个由合成材料制成的壳体部件（２、３、４），其中设置了压缩机转轮容纳腔（３４）和螺旋形通道（２５），其特征在于，设置了将压缩机转轮容纳腔（３４）和／或壳体（１）至少部分地环形包围的安全结构（２２、２３、２４、３０、３３），此安全结构至少与壳体部件（２、３、４）中的一个不可拆分地相连。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】DE 2007-11-20 102007055617.0;DE 2007-11-20 2020070一种尤其用于涡轮增压器的离心压缩机壳体，包括壳体(1)，此壳体具有至少两个由合成材料制成的壳体部件(2、3、4)，其中设置了压缩机转轮容纳腔(34)和螺旋形通道(25)，其特征在于，设置了将压缩机转轮容纳腔(34)和/或壳体(1)至少部分地环形包围的安全结构(22、23、24、30、33)，此安全结构至少与壳体部件(2、3、4)中的一个不可拆分地相连。2.按权利要求1所述的离心压缩机壳体，其特征在于，安全结构(22、23、24、30、33)具 有稳定元件(22、23、30、33)，所述稳定元件与壳体部件(2、3、4)尤其以喷塑技术构成为一体。3.按权利要求2所述的离心压缩机壳体，其特征在于，在壳体(1)中在轴向部段(15) 和螺旋形通道(25)之间置入了作为环形腔(29)构成的中空腔，所述中空腔环形包围压缩 机转轮容纳腔(34)，并且在所述中空腔里面容纳有稳定元件(22)。4.按权利要求3所述的离心压缩机壳体，其特征在于，环形腔(29)由两个壳体部件 (3,4)限界，尤其对环形腔(29)进行限界的壳体部件(3、4)作为位于内部的、形成轴向部段 (15)的中间部件(4)并作为上方部件(2)构成。5.按权利要求4所述的离心压缩机壳体，其特征在于，稳定元件(22)与中间部件(4) 构成为一体。6.按权利要求2至5之任一项所述的离心压缩机壳体，其特征在于，壳体部件(2、3、4) 中的一个设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯切赫，H希克，B胡尔德曼，H克拉德克，
申请(专利权)人：曼胡默尔有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]