(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のエグゾーストターボチャージャ用タービンハウジング（１０）であって、
内燃機関の排気ガスシステムの排気ガスラインに連結可能な少なくとも１つのスパイラルダクト（１２ａ）と、前記スパイラルダクト（１２ａ）の下流に配置されているタービンホイール（１６）の支持スペース（１４）とを備え、前記スパイラルダクト（１２ａ）によって送られる内燃機関の排気ガスが前記タービンホイールに当てられる、タービンハウジング（１０）において、
該タービンハウジングには、前記スパイラルダクト（１２ａ）を含む部分ハウジング（１８）と、該部分ハウジング（１８）に固定されているハウジングモジュール（２０）とが含まれ、該ハウジングモジュールは、前記支持スペース（１４）の上流に配置されているガイドグリル（２２）と、エグゾーストターボチャージャのベアリングハウジング（２６）用の取付け面（２４）と、を有し、
前記ハウジングモジュール（２０）を構成する第１の材料の第１の熱膨張率が、前記部分ハウジング（１８）を構成する第２の材料の第２の熱膨張率よりも大きいことを特徴とするタービンハウジング。
【請求項２】
前記ハウジングモジュール（２０）が、前記部分ハウジング（１８）とボルトで固定されている、及び／又は前記部分ハウジング（１８）に対して張着されていることを特徴とする、請求項１に記載のタービンハウジング（１０）。
【請求項３】
前記部分ハウジング（１８）及び／又は前記ハウジングモジュール（２０）が、接続フランジ（３２ａ）を有し、該接続フランジは、前記ベアリングハウジング（２６）の接続フランジ（３２ｂ）と対応するように形成されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載のタービンハウジング（１０）。
【請求項４】
前記ハウジングモジュール（２０）が精密鋳造部品として、及び、前記部分ハウジング（１８）が砂型鋳造部品として形成されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のタービンハウジング（１０）。
【請求項５】
前記タービンハウジング（１０）が、内燃機関の前記排気ガスラインと連結可能な他のスパイラルダクト（１２ｂ）を含むことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のタービンハウジング（１０）。
【請求項６】
前記ハウジングモジュール（２０）の前記ガイドグリル（２２）が、前記スパイラルダクト（１２ａ）と前記支持スペース（１４）との間、及び／又は前記他のスパイラルダクト（１２ｂ）と前記支持スペース（１４）との間に配置されていることを特徴とする、請求項５に記載のタービンハウジング（１０）。
【請求項７】
前記ハウジングモジュール（２０）が、２つの前記スパイラルダクト（１２ａ、１２ｂ）を相互にシールするためのシール面（４２ａ）を含み、該シール面は、２つの前記スパイラルダクト（１２ａ、１２ｂ）の間に配置されている前記部分ハウジング（１８）の中間壁（４４）のシール面（４２ｂ）と相互作用することを特徴とする、請求項５又は６に記載のタービンハウジング（１０）。
【請求項８】
前記ハウジングモジュール（２０）の前記シール面（４２ａ）が、前記中間壁（４４）のシール面（４２ｂ）に圧接されている、及び／又は前記ハウジングモジュール（２０）のシール面（４２ａ）と前記中間壁（４４）のシール面（４２ｂ）との間にシールエレメント（４６）が配置されていることを特徴とする、請求項７に記載のタービンハウジング（１０）。
【請求項９】
前記ハウジングモジュール（２０）を構成する第１の材料の第１の熱膨張率が、前記中間壁（４４）を構成する第２の材料の第２の熱膨張率よりも大きいことを特徴とする、請求項７又は８に記載のタービンハウジング（１０）。
【請求項１０】
前記他のスパイラルダクト（１２ｂ）と前記支持スペース（１４）との間に配置された、及び／又は前記タービンホイール（１６）の回転軸（Ｄ）に関して軸方向に調整可能である別のガイドグリル（５２）、及び／又は規定の内部形状を備えるフローエレメント（４０）が、前記タービンハウジングの排気ガス出口（３８）部分に配置されていることを特徴とする、請求項５〜９のいずれか一項に記載のタービンハウジング（１０）。
【請求項１１】
内燃機関のエグゾーストターボチャージャであって、
内燃機関の排気ガスシステムの排気ガスラインに連結可能な少なくとも１つのスパイラルダクト（１２ａ）と、前記スパイラルダクト（１２ａ）の下流に配置され、前記スパイラルダクト（１２ａ）によって送られる内燃機関の排気ガスが当てられるタービンホイール（１６）を配置している支持スペース（１４）とを含むタービンハウジング（１０）と、
エグゾーストターボチャージャのコンプレッサハウジングに配置されているコンプレッサホイールに前記タービンホイール（１６）をトルク耐性に連結しているシャフト（２８）を支持するベアリングハウジング（２６）と、
を備えるエグゾーストターボチャージャにおいて、
前記タービンハウジング（１０）には、前記スパイラルダクト（１２ａ）を含む部分ハウジング（１８）と、該部分ハウジング（１８）に固定されているハウジングモジュール（２０）とが含まれ、該ハウジングモジュールは、前記支持スペース（１４）の上流に配置されているガイドグリル（２２）と、前記ベアリングハウジング（２６）が少なくとも間接的に取り付けられている取付け面（２４）とを有し、
前記ハウジングモジュール（２０）を構成する第１の材料の第１の熱膨張率が、前記部分ハウジング（１８）を構成する第２の材料の第２の熱膨張率よりも大きいことを特徴とするエグゾーストターボチャージャ。
【請求項１２】
前記ベアリングハウジング（２６）に対向して位置決めされた前記ハウジングモジュール（２０）端部と、前記ハウジングモジュール（２０）に対向して位置決めされた前記ベアリングハウジング（２６）端部との間に、熱シールド（５６）が固定されて配置されていることを特徴とする、請求項１１に記載のエグゾーストターボチャージャ。
【請求項１３】
前記ハウジングモジュール（２０）と前記ベアリングハウジング（２６）とが、互いに対応する接続フランジ（３２ａ、３２ｂ）を含み、テンションバンド（３６）及び／又はボルト接続（５８）によって相互に固定されていることを特徴とする、請求項１１又は１２に記載のエグゾーストターボチャージャ。
【請求項１４】
前記部分ハウジング（１８）と前記ベアリングハウジング（２６）とが、互いに対応する接続フランジ（３２ａ、３２ｂ）を含み、テンションバンド（３６）及び／又はボルト接続（５８）によって相互に固定されていることを特徴とする、請求項１１〜１３のいずれか一項に記載のエグゾーストターボチャージャ。
【請求項１５】
内燃機関のエグゾーストターボチャージャ用のタービンハウジング（１０）の製造方法であって、
内燃機関の排気ガスシステムの排気ガスラインに連結可能な少なくとも１つのスパイラルダクト（１２ａ）と、前記スパイラルダクト（１２ａ）の下流に配置されている、前記スパイラルダクト（１２ａ）によって送られる内燃機関の排気ガスが当てられるタービンホイール（１６）の支持スペース（１４）と、を備える部分ハウジング（１８）を準備するステップと、
ガイドグリル（２２）とエグゾーストターボチャージャのベアリングハウジング（２６）用の取付け面（２４）とを備えるハウジングモジュール（２０）を準備するステップであって、前記ハウジングモジュール（２０）を構成する第１の材料の第１の熱膨張率を、前記部分ハウジング（１８）を構成する第２の材料の第２の熱膨張率よりも大きくするステップと、
前記部分ハウジング（１８）に前記ハウジングモジュール（２０）を配置し、前記ハウジングモジュール（２０）のガイドグリル（２２）を前記支持スペース（１４）の上流に配置するステップと、
前記ハウジングモジュール（２０）を前記部分ハウジング（１８）に固定するステップと、
を含むタービンハウジング（１０）の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のエグゾーストターボチャージャのための、請求項１の前提部分に示されている種類のタービンハウジングに関する。本発明は、さらに、請求項１１の前提部分に示されている種類のエグゾーストターボチャージャ及びエグゾーストターボチャージャ用タービンハウジングの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特に、ＮＯｘ及びすすなどの排出制限値が益々厳しくなってきていることから、エグゾーストターボチャージャ又は過給機関への要求も高まっている。それに伴って、例えば、内燃機関の平均負荷から高負荷領域のチャージ圧提供に関する要求が高まり、エグゾーストターボチャージャを形状的に縮小する必要が生じている。別の表現を使うと、要求されているエグゾーストターボチャージャの高いタービン出力は、それぞれの内燃機関との相互作用における、エグゾーストターボチャージャの保持性能の向上又は消費性能の軽減によって実現されるが、このことによって、効率の悪化を引き起こす。エグゾーストターボチャージャの性能に影響を及ぼすもう１つの要因は、エグゾーストシステムの中でタービンの下流に配置されている排気ガス後処理システム、例えばトラップオキシダイザ、触媒又はＳＣＲ装置から生じる。これらの排気ガス後処理システムは、タービンハウジング又はエグゾーストターボチャージャの排気ガス出口の圧力上昇を引き起こす。これにより、エグゾーストターボチャージャの出力を決定するタービン圧力勾配の低下が生じる。ここでは、タービンホイール前又はタービンハウジングの排気ガス入口前の圧力指数及びタービンホイール後又はタービンハウジングの排気ガス出口の圧力指数として、タービン圧力勾配が検出可能である。この理由からも、エグゾーストターボチャージャのコンプレッサ側の出力要求を満たすため、より小さい数値とそれに伴う低い効率に対してタービンサイズを再度設計しなければならない。この場合、従来技術から知られているエグゾーストターボチャージャによって、特に排気ガス再循環システムを備える内燃機関のために、ある程度の改善が提供されており、それらのタービンハウジングには、互いに無関係に排気ガスが流れることのできる、通常は非対称的に形成されている２つのスパイラルダクトが含まれている。これらのスパイラルダクトは、それぞれ、内燃機関の排気ガスシステムの異なる排気ガスラインに連結されている。しかし、このようなタービンハウジングのスパイラルダクトは、壁面摩擦及び形状寸法が小さいことから非常に高い流動損失を引き起こすスパイラルサイズになってきた。さらに、排気ガス再循環性能に関しては、特に低回転数から平均回転数領域における内燃機関の必要な燃焼室内の空気と関連して、ある程度の問題が生じる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特に問題となるのは、様々な種類の内燃機関で必要な効率を得るために、周知のタービンハウジング又はこれを装備したエグゾーストターボチャージャを構造的に複雑な形で対応させなければならないことである。このことから、製造コスト、在庫管理コスト及び部品コストの上昇が生じる。
【０００４】
従って、本発明の課題は、簡単かつ低コストで様々な種類の内燃機関に対応可能なタービンハウジング又はそのような種類のタービンを備えるエグゾーストターボチャージャを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この課題は、本発明に基づき、請求項１の特徴を備えるタービンハウジングと、請求項１１の特徴を備えるエグゾーストターボチャージャと、請求項１５に基づくエグゾーストターボチャージャ用タービンハウジングの製造方法とによって解決される。本発明の適切かつ重要な発展形態を備える有利な実施形態は、それぞれの従属請求項に示されており、タービンハウジングの有利な実施形態は、エグゾーストターボチャージャの有利な実施形態として、又は、適用可能である限り、製造方法の有利な実施形態として見なすことができ、またその逆も可能である。
【０００６】
簡単かつ低コストで、様々な種類の内燃機関に対応可能なタービンハウジングは、本発明に基づき、このハウジングが少なくとも１つのスパイラルダクトを含む部分ハウジングと、この部分ハウジングに固定されているハウジングモジュールと、を含むことによって生み出され、このハウジングモジュールは、支持スペースの上流に配置されているガイドグリルと、エグゾーストターボチャージャのベアリングハウジング用の追加面とを有している。タービンハウジングのこのようなモジュール構造により、適応性のあるモジュールシステムが作られ、このシステムでは、様々なガイドグリルを装備したハウジングモジュールをその都度適切に選択することにより、様々な種類の内燃機関の異なる要求に、極めて簡単に適応させることができる。さらに、それに応じて、組み込まれているエグゾーストターボチャージャ又は内燃機関の効率が上昇することにより、適応性のある熱力学的制御が可能となる。タービン特性又は過給機関の特性は、むしろ、それぞれの最適なハウジングモジュールの選択及び組立てによって、望ましい方法で最適化することができるため、タービンハウジングとこの中に配置されているタービンホイールとは、従来の技術とは反対に、広い排気量範囲にわたって少なくとも大部分を変更なく受け継ぐことができる。
【０００７】
この場合、有利であるのは、ハウジングモジュールが、部分ハウジングとボルトで固定されている、及び／又は部分ハウジングに対して張力をかけて固定、すなわち張着されていることである。ボルト接続によって、簡単かつ低コスト、及び動作信頼性のある位置決めが可能となる。代替又は追加として、張着は、固定すること以外にも、内燃機関の広い作動範囲で、部分ハウジングとハウジングモジュールとの間で、高い密閉性を確実に保つという利点を提供する。
【０００８】
本発明の有利な実施形態では、部分ハウジング及び／又はハウジングモジュールが、好ましくは取付け面の部分に接続フランジを有するように構成されており、この接続フランジは、ベアリングハウジングの接続フランジと対応するように形成されている。これにより、ベアリングハウジングをタービンハウジングに簡単に接続することが可能となり、ベアリングハウジングがタービンハウジングによって担持されるように構成することができる。この場合、部分ハウジングに配置されている接続フランジによって、ベアリングハウジングの簡単な取付け及び接続が可能になり、このベアリングハウジングによって加えられる押し圧力によってハウジングモジュールの追加的な位置決めも可能となる。部分ハウジングは、構造的に変更なく形成することができ、適切なハウジングモジュールを準備するだけで済むため、このタービンハウジングは、ハウジングモジュールに配置されている接続フランジによって、とりわけ柔軟に、様々なベアリングハウジングに接続することができる。
【０００９】
本発明のもう１つの有利な実施形態では、ハウジングモジュール及び／又は部分ハウジングが鋳造部品として、特に精密鋳造及び／又は砂型鋳造として形成されるように準備されている。このことによって、必要な製造精度と製造コストとに関する要求に最適な形で対応することができる。この場合、例えば、流れを制御するガイドグリルを含むハウジングモジュールは、質が高く精密な精密鋳造部品として形成され、部分ハウジングは、比較的質は粗いものの、低コストの砂型鋳造部品として実施されるように構成することができる。
【００１０】
タービンハウジングが、内燃機関の排気ガスラインと連結可能なスパイラルダクトを含むことによって、さらに利点が生まれる。このことにより、様々な種類の内燃機関又はエグゾーストターボチャージャを可変的に作動させることができ、排気ガス流の運動エネルギーをうまく利用することできるため、全体として、効率が大幅に上昇する。
【００１１】
この場合、もう１つの実施形態において有利であるのは、ハウジングモジュールのガイドグリルが、スパイラルダクトと支持スペースとの間、及び／又は別のスパイラルダクトと支持スペースとの間に配置されている場合である。別の表現を用いると、ガイドグリルがスパイラルダクトの排気ガス出口部分に配置されるように、ハウジングモジュールと部分ハウジングとが互いに合わせられており、このことによって、ガスの流れを最適に制御することが可能になる。ここでは、ハウジングモジュールがスパイラルダクトのノズルを形成するように構成することができる。
【００１２】
両スパイラルダクトを相互にシールするため、ハウジングモジュールがシール面を含むことによって、さらに利点が生まれ、このシール面は、両スパイラルダクトの間に配置されている部分ハウジング中間壁のシール面と相互作用する。これにより、両スパイラルダクトの完全な気密性が相互に確保されるため、両スパイラルダクトは、互いに無関係に排気ガスを通すことができ、熱力学的に損傷を引き起こす漏れが生じるおそれはない。
【００１３】
本発明のもう１つの有利な実施形態では、ハウジングモジュールのシール面が中間壁のシール面に圧接される、及び／又はハウジングモジュールのシール面と中間壁との間にシールエレメント、特にピストンリング及び／又は熱による補整リングが配置されるように構成される。これにより、組み込まれているターボチャージャの作動中に生じる温度及び形状の変動を有利に補整し、必要な気密性が確実に保証される。このことは、異なる材料が組み合わされることによって、個々の構成部品間に熱誘起運動の生じる可能性があるため、例えばハウジングとハウジングモジュールの材料が異なって形成されている場合に有利である。
【００１４】
もう１つの有利な実施形態では、ハウジングモジュール材料の第１の熱膨張率が部分ハウジング及び／又は中間壁の第２の材料の第２の熱膨張率よりも大きい。このことにより、作動中に、部分ハウジング及び／又は中間壁に対するシーリングを行うことのできるハウジングモジュールの膨張が適切に行われる。このために、ハウジングモジュールの材料としては、とりわけオーステナイト系のニッケルベース合金が適し、部分ハウジング及び／又は中間壁の材料としては、通常の球状黒鉛鋳鉄が特に適している。
【００１５】
本発明のもう１つの有利な実施形態では、スパイラルダクトと支持スペースとの間に配置された、及び／又はタービンホイールの回転軸に関して軸方向に調整可能である別のガイドグリル、及び／又は規定の内部形状を備えるフローエレメントが、タービンハウジングの排気ガス出口部分に配置されるように構成されている。これにより、排気ガス流及びタービンホイール噴射流のもう１つの有利な制御が提供されるため、本発明に基づくタービンハウジングの適応性及び様々な種類の内燃機関への利用可能性をさらに向上させることができる。例えば、調整可能なガイドグリルを用いて、いわゆるターボブレーキ機能を提供することができ、このためには、取付けスペースの理由から、排気ガス出口範囲が特に考えられる。
【００１６】
本発明のもう１つの視点は、内燃機関のエグゾーストターボチャージャに関しており、この場合、簡単かつ低コストで、様々な種類の内燃機関に対応できる適応性は、本発明に基づき、タービンハウジングが、少なくとも１つのスパイラルダクトを含む少なくとも１つの部分ハウジングと、この部分ハウジングに固定されているハウジングモジュールと、を含むことによって可能となり、このハウジングモジュールは、支持スペースの上流に配置されているガイドグリルと取付け面とを有し、この取付け面にベアリングハウジングが少なくとも間接的に取り付けられている。従って、本発明に基づくエグゾーストターボチャージャはモジュール構造を有し、これにより、適応性の高いモジュールシステムが作られ、このシステムでは、様々なガイドグリルを装備したハウジングモジュールをその都度適切に選択することにより、様々な種類の内燃機関の異なる要求に、極めて簡単に対応することができる。さらに、最適な適応性を有していることから、従来の技術と比べ、組み込まれている内燃機関の効率を顕著に上昇させることができる。この他の利点は、本発明に基づくタービンハウジングの前述の説明にすでに書かれている。
【００１７】
本発明のもう１つの有利な実施形態では、ベアリングハウジングに対向して位置決めされたハウジングモジュール端部と、ハウジングモジュールに対向して位置決めされたベアリングハウジング端部との間に熱シールドが固定されて配置されるように構成されている。この熱シールドは、タービンハウジング及び排気ガスからベアリングハウジングに伝達される熱を低下させるために準備されている。有利であるのは、組立てを簡単に行えるように、この熱シールドがベアリングハウジングとハウジングモジュールとの間に配置されていることであり、ハウジングモジュールをベアリングモジュールと接続する際、又はタービンハウジングをベアリングモジュールと接続する際、同時に、熱シールドをベアリングハウジングとハウジングモジュールとの間に固定する、又は挟むことができる。
【００１８】
本発明のもう１つの有利な実施形態においては、ハウジングモジュールとベアリングハウジングとが、互いに対応する接続フランジを含み、テンションバンド及び／又はボルト接続によって相互に固定されるように構成されている。ハウジングモジュールに組み込まれている接続フランジによって、タービンハウジングとタービンホイールからなる、エグゾーストターボチャージャのタービンとベアリングハウジングとが、とりわけ簡単かつフレキシブルに接続可能となり、ベアリングハウジングはタービンハウジングによって担持されることができる。
【００１９】
タービンハウジングの部分ハウジングとベアリングハウジングとが、互いに対応する接続フランジを含み、テンションバンド及び／又はボルト接続によって相互に固定されていることによって、さらに利点が生まれる。この方法で、ハウジングモジュールは、ベアリングハウジングと部分ハウジングとの間の張着によって位置が、テンションバンドのくさび作用によってプリテンションが制御されながら位置固定され得る。
【００２０】
本発明のもう１つの視点は、内燃機関のエグゾーストターボチャージャのためのタービンハウジングの製造方法に関し、簡単かつ低コストで、様々な種類の内燃機関に対応できる適応性は、本発明に基づき、内燃機関の排気ガスラインに連結可能な少なくとも１つのスパイラルダクトと、少なくとも１つのスパイラルダクトの下流に配置されている、少なくとも１つのスパイラルダクトによって送られる内燃機関の排気ガスが噴射されて当てられるタービンホイールの支持スペースと、を備える部分ハウジングを準備すること、ガイドグリルとエグゾーストターボチャージャのベアリングハウジング用の取付け面とを有するハウジングモジュールを選択すること、部分ハウジングにハウジングモジュールを配置すること（この場合、ハウジングモジュールのガイドグリルは支持スペースの上流に配置される）、及びハウジングモジュールを部分ハウジングに固定すること、という工程が少なくとも実施されることによって実現される。本発明に基づく方法では、モジュラー方式で形成されるタービンハウジングが使用され、それぞれの内燃機関の種類に応じて、その都度最適なハウジングモジュールが選択され、固定されることから、従来技術とは異なり、エグゾーストターボチャージャを様々な種類の内燃機関に適応させることが簡単かつ低コストで実現する。本発明に基づくタービンハウジング又はエグゾーストターボチャージャとの関連で示された好ましい実施形態及び発展形態並びにそれらの利点は、利用可能である限り、本発明に基づく方法にも当てはまる。
【００２１】
以下に説明される複数の実施例及び図に基づいて、本発明のさらなる利点、特徴及び詳細が示され、図の中では、同一エレメント又は機能を同じくするエレメントには同一の番号が付されている。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１の実施例に基づくタービンハウジングの側面の断面図である。
【図２】図１に示されている詳細ＩＩに基づく、タービンハウジングの拡大断面図である。
【図３】第２の実施例に基づくタービンハウジングの部分ハウジング及びハウジングモジュールの部分断面図である。
【図４】もう１つの実施例に基づくタービンハウジングの側面の断面図である。
【図５】もう１つの実施例に基づく、製造中のタービンハウジングの側面の断面図である。
【図６】図５に示されている切断面ＶＩ―ＶＩに沿って切断した場合のハウジングモジュールの断面図である。
【図７】もう１つの実施例に基づくタービンハウジングの側面の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１は、第１の実施例に基づく、エグゾーストターボチャージャ（図示されていない）のタービンハウジング１０の側面の断面図である。この場合、タービンハウジング１０は、ダブルフローのラジアルタービンとして形成されており、組み込まれている内燃機関の排気ガスシステムの２つの異なる排気ガスラインに連結可能な、互いに独立して排気ガスを送ることのできる２つのスパイラルダクト１２ａ、１２ｂを有している。両方のスパイラルダクト１２ａ、１２ｂの下流には、タービンホイール１６が配置されている支持スペース１４があり、スパイラルダクト１２ａ、１２ｂを通って送られる内燃機関の排気ガスをこのタービンホイールに噴射して当てることができる。タービンハウジング１０、又はこれを備えるエグゾーストターボチャージャを、簡単かつ低コストで、様々な種類の内燃機関に対応できるようにするため、タービンハウジング１０には、スパイラルダクト１２ａ、１２ｂを含む部分ハウジング１８と、この部分ハウジング１８に固定されているハウジングモジュール２０とが含まれている。このハウジングモジュール２０は、モジュール側に、支持スペース１４の上流に配置されているガイドグリル２２と、エグゾーストターボチャージャのベアリングハウジング２６（図４を参照）用の取付け面２４とを有している。このベアリングハウジング２６は、シャフト２８を支持するために働き、このシャフトによって、タービンホイール１６が、エグゾーストターボチャージャの周知のコンプレッサハウジング（図示されていない）に配置されているコンプレッサホイールとトルク耐性に（共回転するように）連結されている。ハウジングモジュール２０は、ボルト接続３０によって部分ハウジング１８に固定されており、取付け面２４の部分に接続フランジ３２ａを有しており、この接続フランジは、構造的に接続が簡単になるように、ベアリングハウジング２６の接続フランジ３２ｂ（図４を参照）と対応するように形成されている。隣接するベアリングハウジング２６へのタービンハウジング１０の接続は、この実施例では、Ｖ形テンションバンド３６（図４を参照）によって行われる。コンプレッサハウジングを備えるベアリングハウジング２６は、別の表現を用いると、タービンハウジングによって担持され、タービンハウジングは、タービンハウジング側で、例えばエンジンマニホールドに固定することができる。ハウジングモジュール２０のストッパ厚３４を追加的に適切に寸法決定することにより、ここでは低温状態において、ハウジングモジュール２０と部分ハウジング１８との間に特定のプリテンションが生じるため、内燃機関の広い作動範囲で高い密閉性が確保される。ハウジングモジュール２０のガイドグリル２２は、この実施例では固定された状態で形成されており、ベアリングハウジング側のスパイラルダクト１２ａと支持スペース１４との間に配置されている。ハウジングモジュール２０又はガイドグリル２２は、この場合、好ましくは質の高い、精密な精密鋳造として製造され、それに対して部分ハウジングは、比較的質の粗い低コストの砂型鋳造として実施されている。ここでは、ハウジングモジュール２０とガイドグリル２２とが複数の部品から形成されるように、又は一体形成されるように構成することができる。部分ハウジング１８又はタービンハウジング１０の排気ガス出口３８の部分には、規定の内部形状を備えるフローエレメント４０が、ガスの流れを最適化するために配置されている。
【００２４】
図２は、図１に示されている詳細ＩＩに基づく、タービンハウジングの拡大断面図である。ガイドグリル２２を備えるダブルフローのタービンハウジング１０の開発において重点が置かれたのは、熱力学的に損傷を引き起こす漏れを防ぐため、両方のスパイラルダクト１２ａ、１２ｂを相互に完全にガス漏れのないようにすることである。ガイドグリル２２前の第１のスパイラルダクト１２ａの保持圧力Ｐ３１は、一般的に、第２のスパイラルダクト１２ｂ又はこのダクトの塞がれていないハーフノズル４８ｂの保持圧力よりも大きい。従って、両方のスパイラルダクト１２ａ、１２ｂ又はそのハーフノズル４８ａ、４８ｂへのフローガイドは、タービンホイール１６の直前まで完全に分離されて行われるべきであろう。このために、ハウジングモジュール２０は、スパイラルダクト１２ａ、１２ｂを相互にシールするためのシール面４２ａを含み、このシール面は、スパイラルダクト１２ａ、１２ｂの間に配置されているタービンハウジング１０の中間壁４４のシール面４２ｂと相互作用する。ハウジングモジュール２０のシール面４２ａは、中間壁４４のシール面４２ｂに圧接されている。追加的に、ハウジングモジュール２０のシール面４２ａ、４２ｂと中間壁４４との間にピストンリングとして形成されているシールエレメント４６が配置されている。さらに、ハウジングモジュール２０は、ガイドグリル２２の正面部分が、両方のハーフノズル４８ａ、４８ｂを分離する壁部分５０を形成しており、この壁部分の中にシールエレメント４６が埋め込まれている。ハウジングモジュールのシール面４２ａ及び中間壁のシール面４２ｂは、ボルトのネジ山又はラビリンスシールの形で、ネジ形にも形成することができる。
【００２５】
図３は、第２の実施例に基づくタービンハウジング１０の部分ハウジング１８及びハウジングモジュール２０の部分断面図である。図２に示されているタービンハウジング１０とは異なり、ここでは、ハウジングモジュール２０のシール面４２ａ、４２ｂと中間壁４４との間に配置されているシールエレメント４４が、熱による補整リングとして形成されている。内燃機関の作動中に比較的大きな構成部品の温度変動が生じる可能性があることから、補整リングとして形成されているシールエレメント４６によって、形状及び材料側の設計に応じて中間壁４４とハウジングモジュール２０のとの間に生じる熱変動が確実に調整される。さらに、ハウジングモジュール２０のシール面４２ａは、中間壁４４のシール面４２ｂに圧接されており、この場合も低温状態において、特定のプリテンションとそれに伴う高い密閉性とが、内燃機関の広い作動範囲で確保される。
【００２６】
図４は、もう１つの実施例に基づくタービンハウジング１０の側面の断面図である。基本的な構造は、この場合、前述の説明からすでに明らかである。前述の実施例とは異なり、ここでは、部分ハウジング１８及び部分的に示されているベアリングハウジング２６とが、互いに対応する接続フランジ３２ａ、３２ｂを含み、テンションバンド３６によって相互に固定されている。これによって、ハウジングモジュール２０は、部分ハウジング１８とベアリングハウジング２６とのフランジ固定及びテンションバンド３６のくさび作用によって、ハウジングモジュールの軸方向の位置とプリテンションとが制御される。この代替として、基本的に、ハウジングモジュール２０とベアリングハウジング２６とを、１つ又は複数の別の構成部品によって作動可能に相互接続し、これによりベアリングハウジング２６を、間接的にのみハウジングモジュール２０に接続する。
【００２７】
図５は、もう１つの実施例に基づく、製造中のタービンハウジング１０の側面の断面図である。このために、まず、前述の実施例とは異なり、排気ガス出口３８の部分において、タービンホイール１６の回転軸Ｄに関して軸方向に調整可能であるガイドグリル５２を含む部分ハウジング１８が用意され、このガイドグリルは、いわゆるターボブレーキ機能を提供するために、スパイラルダクト１２ｂのハーフノズル４８ｂの中に、又はハーフノズル４８ｂから移動可能である。後で組み込まれるエグゾーストターボチャージャの特性を、それぞれの内燃機関の要求に最適に適合させることができるように、次に、モジュール方式に従って、それぞれ最も適したハウジングモジュール２０を、様々な種類のハウジングモジュールから選択し、矢印Ｖに従い回転軸Ｄに沿ってベアリングハウジング側から部分ハウジング１８に差し込み、部分ハウジング１８に固定する。このことは、前述したように、例えばボルト接続３０、又は次のベアリングハウジング２６のフランジ取付けによって行われる。
【００２８】
図６には、本発明をさらに明瞭化するため、図５に示されている切断面ＶＩ―ＶＩに沿って切断した場合のハウジングモジュール２０の断面図が示されている。この場合、特に、複数の案内羽根５４を含むガイドグリル２２が示されている。この場合、ハウジングモジュール２０又はそのガイドグリル２２は、構造的に、組み込まれているエグゾーストターボチャージャの最適な排気ガス再循環性能に合わせて設計されている。
【００２９】
前述の実施例の代替として、部分ハウジング１８とハウジングモジュール２０からなるタービンハウジング１０のモジュール構造は、唯一のスパイラルダクト１２ａを備えるシングルフロータービンにも適用できる。同様に、ハウジングモジュール２０の配置は、部分ハウジング１８の排気ガス出口側から行われるように構成することができる。さらに、ガイドグリル２２の案内羽根５４によって部分ハウジング１８の排気ガス出口側から、中空羽根が動けるように構成することができる。代替として、案内羽根５４の間で移動可能なグリルも構成することができる。
【００３０】
図７は、もう１つの実施例において、ボルト接続５８による隣接するベアリングハウジング２６へのタービンハウジング１０の接続を示し、ベアリングハウジング２６に対向して位置決めされたハウジングモジュール２０の端部と、ハウジングモジュール２０に対向して位置決めされたベアリングハウジング２６の端部との間に熱シールド５６が固定されて配置されている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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