(57)【要約】【課題】コスト効率よく製造することができ、相互接続された２つの構成要素、特にターボ機械の２つの構成要素を満足のいくように切り離すために広く適合可能な解決法を提供すること。【解決手段】本発明は、特にターボ機械の相互接続された２つの構成要素（２，３）のための補償装置（１）であって、補償装置（１）が、２つの構成要素における熱により誘導される膨張を軸方向及び径方向で補償するために、２つの構成要素（２，３）の間に配置され、第１構成要素（２）に機械的に接続するための中央接続部分（２０）と、第２構成要素（３）に接続するための複数の接続部分（３０）と、を備え、複数の接続部分が、中央接続部分（２０）に一体に接続され、接続部分（３０）が、軸方向（Ａ）において、接続部分（２０）に対して少なくとも部分的にオフセットして形成されている補償装置（１）に関する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
相互接続された２つの構成要素（２，３）のための補償装置（１）であって、
前記補償装置（１）が、前記２つの構成要素における熱により誘導される膨張を軸方向及び径方向で補償するために、前記２つの構成要素（２，３）の間に配置され、第１構成要素（２）に機械的に接続するための中央接続部分（２０）と、第２構成要素（３）に接続するための複数の接続部分（３０）と、を有し、前記複数の接続部分が、前記中央接続部分（２０）に一体に接続され、
前記接続部分（３０）が、前記接続部分（２０）に対して、軸方向（Ａ）において少なくとも部分的にオフセットして構成されていることを特徴とする補償装置（１）。
【請求項２】
前記中央接続部分（２０）が、接続手段又はネジにより前記第１構成要素（２）を接続するために、複数の接続要素（２１）を備えることを特徴とする請求項１に記載の補償装置（１）。
【請求項３】
前記中央接続部分（２０）が、ディスク状環状部分として形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の補償装置（１）。
【請求項４】
前記接続要素（２１）が、前記中央接続部分（２０）における開口部又は孔として形成されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の補償装置（１）。
【請求項５】
前記接続部分（３０）が、保持アーム（３２）によって端部にそれぞれ形成され、前記保持アーム（３２）が、少なくとも１つの段差部（３１）を介して曲げられるか、又は折り曲げられていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の補償装置（１）。
【請求項６】
前記保持アーム（３２）が、周方向にわたって分配され、径方向外側又は径方向内側へ延在していることを特徴とする請求項５に記載の補償装置（１）。
【請求項７】
前記保持アーム（３２）が、固定部分（３３）を形成し、それぞれの前記保持アーム（３２）が、前記固定部分（３３）により前記接続部分（２０）に接続され、前記固定部分（３３）には、傾斜段差部分（３１ｓ）が続いており、前記傾斜段差部分（３１ｓ）には、それぞれの前記接続部分（３０）が続いていることを特徴とする請求項５又は６に記載の補償装置（１）。
【請求項８】
複数又は全ての接続部分（３０）が、前記第２構成要素（３）上の接続面に接続するための共通の組立平面を規定していることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の補償装置（１）。
【請求項９】
周方向で見ると、接続部分（３０）が、それぞれ２つの接続要素（２１）の間にそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項２から８のいずれか一項に記載の補償装置（１）。
【請求項１０】
タービン流入ハウジング（２）及びバースト保護装置（３）を備えるターボ機械であって、
前記タービン流入ハウジング（２）と前記バースト保護装置（３）との間には、請求項１から９のいずれか一項に記載の補償装置（１）が取り付けられていることを特徴とするターボ機械。
【請求項１１】
前記タービン流入ハウジング（２）が、前記中央接続部分（２０）に接続され、前記バースト保護装置（３）が、前記接続部分（３０）に接続されていることを特徴とする請求項１０に記載のターボ機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、互いに接続されているか又は互いに接続されるべき２つの構成要素、特にターボ機械の構成要素のための補償装置であって、補償装置が、２つの構成要素における熱により誘導される膨張を軸方向及び径方向で補償するために、２つの構成要素の間に配置されている、補償装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
装置の動作中に異なる膨張を示す、特に移動するとともに熱的に負荷をかけられる装置における互いに接続された構成要素の機械的接続部では、関係する構成要素の異なる膨張係数及び／又は異なる熱負荷に起因して、接続ポイントの機械的負荷及び振動挙動に関する様々な問題が生じる。従来の接続要素は、隣接する構成要素を接続することを可能にし、これら接続要素は、振動に関して強いが、熱による変形の補償のためには通常は不利であるか又は適してさえいない。熱膨張の発生により、構成要素の故障をもたらす可能性がある変形力が生じさせられる。
【０００３】
例えば、特許文献１は、内燃機関に割り当てられた第１ブラケット要素と、排ガスターボチャージャーに割り当てられた第２ブラケット要素と、を有する、特に排ガスターボチャージャーを内燃機関に取り付けるためのブラケット装置に関する。
【０００４】
内燃機関の振動から排ガスターボチャージャーを切り離すために、排ガスターボチャージャーは、しばしば、ブラケット装置を介して内燃機関に固定される。このようなブラケットは、補償のために働くことができる。これに関して複数の解決法が、従来技術で公知である。しかしながら、このようなブラケットは、一般的に、振動に関して最適化するために構成され、熱による影響に基づく補償のためのいかなる満足のいく特性も示していない。さらに、従来技術で公知の解決法は、補償特性の適合を熱的周囲条件に応じて容易かつコスト効率のよい方式で行うことができるように、それら解決法の特性を拡張可能ではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２０  １２１１２  ４３２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、本発明は、上述した欠点を克服するという課題に基づいており、コスト効率よく製造することができ、相互接続された２つの構成要素、特にターボ機械の２つの構成要素を満足のいくように切り離すために広く適合可能な解決法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題は、請求項１に記載の特徴の組み合わせを通じて解決される。
【０００８】
本発明の基本的なアイデアは、フレキシブルな補償装置が、２つの構成要素であって、それら構成要素の熱膨張挙動が異なる、２つの構成要素の間の接続要素として配置されることにあり、フレキシブルな接続要素の特徴は、一種の“剛性調節機能”を可能にする接続要素の特有の形態である。
【０００９】
このために、フレキシブルな補償装置が、補償装置の設計の観点から、第１組立平面において第１接続要素をかつ第２組立平面において第２接続要素（又は複数のこのような接続要素）を提供し、第２組立平面が、軸方向において第１組立平面に対してオフセットされていることが規定される。このような形態は、径方向及び軸方向双方、すなわち互いに直交する方向において、熱により誘導される膨張を補償することを可能にする。
【００１０】
本発明によれば、互いに接続されているか又は接続されるべき２つの構成要素、特にターボ機械の構成要素のための補償装置であって、補償装置が、２つの構成要素における熱により誘導される膨張を軸方向及び径方向で補償するために、２つの構成要素の間に配置され、第１構成要素に機械的に接続するための中央接続部分と、第２構成要素に接続するための複数の接続部分と、を備え、複数の接続部分が、中央接続部分と一体に接続され、接続部分が、軸方向において、接続部分に対して少なくとも部分的にオフセットして配置されている、補償装置が提供される。
【００１１】
好ましい形態では、中央接続部分が、接続手段又はネジにより第１構成要素を中央接続部分に接続するために、複数の接続要素を備えることが規定される。
【００１２】
ターボ機械のバースト保護装置とタービン流入ハウジングとの間での補償のための形態では、中央接続部分がディスク状環状部分又は環状ディスク要素として構成されることが規定されると、ターボ機械にとって有利である。
【００１３】
接続要素が、中央接続部分における開口部又は孔として形成され、これにより、例えばねじといった従来の接続手段により第１構成要素又はタービン流入ハウジングへの接続を実現する実施形態が、さらに有利である。
【００１４】
本発明の好ましい実施形態では、さらに、補償装置の接続部分が、保持アームによって端部にそれぞれ形成され、保持アームが、段差部もしくは傾斜部により少なくとも曲げられるか、又は１回もしくは２回折り曲げられていることが規定される。このような形態により、第２構成要素又はバースト保護装置を固定するための複数の周方向保持ストラップが、実現され得る。
【００１５】
補償装置の軸方向の剛性は、保持アーム又はストラップの量、保持アーム又はストラップの長さ、保持アーム又はストラップの材料厚さ及び保持アーム又はストラップの保持アーム幅によって調節される。材料厚さ及び保持アーム幅に加えて、径方向の剛性は、折り曲げ部又は段差部の幾何学的パラメータによっても調節される。段差付き接続部により、より大きい又は小さい径方向の剛性が、段差部の特性に応じて達成され得る。
【００１６】
保持アームの具体的な形態の適切な選択を通じて、望ましい剛性が、膨張妨害を通じた許容できない拘束力を回避する目的で調節され得ると同時に、振動するシステム全体の高い固有振動数を十分に許容することができる。
【００１７】
ここで、保持アームが、ストラップのような固定部分を形成し、それぞれの保持アームが、固定部分により接続部分に接続され、固定部分には、傾斜部分又は段差部分が続き、傾斜部分又は段差部分には、それぞれの接続部分が続くと、同様に有利である。
【００１８】
本発明のさらなる有利な形態では、保持アームが、優先的には等距離の間隔で、周方向にわたって分配されて配置され、径方向外側又は（考えられる他の実施形態のバージョンでは）径方向内側に延在することが規定される。
【００１９】
好ましい実施形態では、さらに、複数又は全ての接続部分が、第２構成要素上の接続面に接続するための共通の組立平面を規定することが規定される。
【００２０】
周方向で見ると、接続部分が２つの接続要素の間ごとにそれぞれ配置され、接続要素の一様の分配が周方向全体で選択され、これにより同様に力が一様に導かれる場合に、同様に有利である。
【００２１】
本発明のさらなる側面は、（第１構成要素としての）タービン流入ハウジング及び（第２構成要素としての）バースト保護装置を備えるターボ機械であって、タービン流入ハウジングとバースト保護装置との間には、上述した補償装置が取り付けられている、ターボ機械に関する。
【００２２】
さらに、このために、タービン流入ハウジングが中央接続部分に接続され、バースト保護装置が接続部分に接続されると、有利である。
【００２３】
本発明の他の有利なさらなる発展は、従属請求項で特徴づけられるか、以下において、本発明の好ましい実施形態の説明とともに図面を用いてより詳細に示される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明による補償装置の斜視図である。
【図２】図１による補償装置の側面図である。
【図３】図１による補償装置の一部の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下では、本発明が、図１から図３を参照してより詳細に説明され、同じ参照符号は、同じ機能的及び／又は構造的特徴に関する。
【００２６】
図１では、本発明による補償装置１の斜視図が示されている。
【００２７】
補償装置１は、概略的にのみ示される２つの構成要素２，３を相互接続するように構成され、これら２つの構成要素２，３は、例示的な本実施形態では、タービン流入ハウジング２及びバースト保護装置３を表す。
【００２８】
２つの構成要素における熱により誘導される膨張を軸方向及び径方向で補償するために、補償装置１は、２つの構成要素２，３の間に配置されている。補償装置１は、タービン流入ハウジング２に機械的に接続するための中央接続部分２０を備え、ディスク状環状部分としての中央接続部分２０には、ネジにより中央接続部分２０をタービン流入ハウジング２に取り付けるために、開口部２１の形態の１２個の接続要素が設けられている。
【００２９】
さらに、１２個の保持アーム３２が、ディスク状環状部分２０から突出しており、保持アーム３２の端部には、バースト保護装置３に接続するための接続部分３０が、それぞれ設けられている。図１及び図３ではっきりと分かるように、接続部分３０は、軸方向Ａにおいて、ディスク状環状部分２０に対してオフセットして配置されている。
【００３０】
このために、それぞれの接続部分３０は、固定部分３３を介して、二回逆に折り曲げられた段差部３１によってディスク状環状部分２０に一体にそれぞれ接続されている。段差部３１は、２つの折り曲げ部３１ｕの間に傾斜段差部分３１ｓを形成する。
【００３１】
図２では、幅Ｂと、接続部分３０の端部とディスク状環状部分２０との間の径方向距離ｈと、が、保持アーム３２の剛性に影響を与えるために、傾斜段差部分３１ｓの傾斜及び折り曲げ部の形態に加えて、例示的なパラメータとして示されている。補足的に、補償装置１の全体的な剛性、従って補償特性は、材料及び材料厚さの選択を介して影響を与えられ得る。
【００３２】
図３による視界では、接続部分３０が、バースト保護装置３上の接続面に接続するために共通の組立平面を規定することがさらに明らかである。
【００３３】
しかしながら、本発明の実施形態では、本発明は、上述した好ましい例示的な実施形態にそれ自体を限定しない。逆に、組み立て条件に応じて、保持アームは、例えば、異なる長さ又は傾斜位置で構成要素上の組立接続部に適合されるようにそれぞれ構成されることが考えられる。
【符号の説明】
【００３４】
１  補償装置、２  第１構成要素，タービン流入ハウジング、３  第２構成要素，バースト保護装置、２０  中央接続部分、２１  接続要素、３０  接続部分、３１  段差部、３１ｓ  傾斜段差部分、３２  保持アーム、３３  固定部分、Ａ  軸方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
2020076406.tif 000005
【外国語明細書】
2020076406000001.pdf