(57)【要約】      （修正有）【課題】遠心圧縮機に関し、製造が容易で、かつ頑丈であり、可能な範囲で最も高い圧縮効率を実現でき、使用される材料と重量が最適化されたコンプレッサハウジングを提供する。【解決手段】少なくとも一つのハウジング部１０、１２を備える遠心圧縮機のコンプレッサハウジング１６において、コンプレッサインペラ受け入れチャンバ５６と、コンプレッサインペラの回転軸１８に対して半径方向外側においてコンプレッサインペラ受け入れチャンバ５６を囲む渦状流路４６とが設けられる。別体として設けられるコンターリング１４が前記少なくとも一つのハウジング部１０内に設けられ、コンターリング１４は、少なくとも半径方向外側において渦状流路４６を囲むとともに、渦状流路４６の内側輪郭のうち半径方向外側の少なくとも一区画４４を形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つのハウジング部を備え、コンプレッサインペラ受け入れチャンバと、コンプレッサインペラの回転軸に対して半径方向外側において前記コンプレッサインペラ受け入れチャンバを囲む渦状流路が設けられた遠心圧縮機のコンプレッサハウジング、特に自動車の遠心圧縮機のコンプレッサハウジングであって、
別体として設けられるコンターリングが前記少なくとも一つのハウジング部内に設けられ、前記コンターリングは、少なくとも半径方向外側において前記渦状流路を囲むとともに、前記渦状流路の内側輪郭のうち半径方向外側の少なくとも一区画を形成することを特徴とするコンプレッサハウジング。
【請求項２】
前記少なくとも一つのハウジング部は、前記渦状流路の内側輪郭の一部分を形成することを特徴とする請求項１に記載のコンプレッサハウジング。
【請求項３】
前記少なくとも一つのハウジング部は、前記遠心圧縮機の軸受座に設けられることを特徴とする請求項１または２に記載のコンプレッサハウジング。
【請求項４】
前記コンターリングは前記少なくとも一つのハウジング部と前記軸受座との間に設けられることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のコンプレッサハウジング。
【請求項５】
前記少なくとも一つのハウジング部は、少なくとも二つのハウジング部からなることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のコンプレッサハウジング。
【請求項６】
前記コンターリングは、前記ハウジング部のうち一方のハウジング部内に設けられ、他方のハウジング部は、前記コンプレッサインペラ受け入れチャンバを少なくとも部分的に画定することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載のコンプレッサハウジング。
【請求項７】
前記コンターリングは、特にエラストマであるプラスチックまたは金属、もしくはその両方を含み、またはそのような材料で製造されることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載のコンプレッサハウジング。
【請求項８】
前記コンターリングは繊維状またはマット状もしくはその両方の材料を含み、またはそのような材料で製造されることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載のコンプレッサハウジング。
【請求項９】
前記コンターリングは破裂防止用リングとして設計されることを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載のコンプレッサハウジング。
【請求項１０】
前記少なくとも一つのハウジング部は、少なくとも部分的にプラスチックからなることを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載のコンプレッサハウジング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠心圧縮機のコンプレッサハウジング、特に内燃機関におけるターボチャージャの遠心圧縮機のコンプレッサハウジングに関し、また特に自動車の内燃機関におけるターボチャージャの遠心圧縮機のコンプレッサハウジングに関する。コンプレッサハウジングは、少なくとも一つのハウジング部を有し、コンプレッサインペラ受け入れチャンバと、該コンプレッサインペラ受け入れチャンバをコンプレッサインペラの回転軸に対して半径方向外側において囲む渦状の流路とが設けられている。
【背景技術】
【０００２】
遠心圧縮機のコンプレッサハウジング、特に内燃機関におけるターボチャージャの遠心圧縮機のコンプレッサハウジングとして、また特に自動車の内燃機関におけるターボチャージャの遠心圧縮機のコンプレッサハウジングとして、少なくとも部分的にプラスチックからなる少なくとも二つのハウジング部を有するものが、独国特許文献第１０  ２０１１  ０１７  ０５２Ａ１号明細書から知られている。コンプレッサインペラ受け入れチャンバと、該コンプレッサインペラ受け入れチャンバをコンプレッサインペラの回転軸に対して半径方向外側において囲む渦状流路とが設けられている。また、該コンプレッサインペラ受け入れチャンバを少なくとも部分的に環状に囲む保護構造が、半径方向において、該コンプレッサインペラ受け入れチャンバと渦状の流路との間に設けられている。この保護構造は、別体として設けられ、コンプレッサインペラ受け入れチャンバを円形に囲む管状の壁部を含む破裂防止リングを有する。この管状の壁部は、コンプレッサハウジング内の位置に固定された状態で設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０  ２０１１  ０１７  ０５２Ａ１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、上述した方式の、製造が容易かつ頑丈なコンプレッサハウジングを設計することである。このコンプレッサハウジングは、可能な範囲で最も高い圧縮効率を実現するためのものであり、使用される材料と重量の観点から最適化される。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この課題は、本発明によれば、別体として設けられるコンター（輪郭）リングを少なくとも一つのハウジング部の中に設け、該コンターリングが渦状の流路を少なくとも半径方向外側において囲み、渦状流路の内側輪郭の半径方向外側の少なくとも一区画を形成することによって実現される。
【０００６】
周知のように、遠心圧縮機によって圧縮された気体、特に、内燃機関において圧縮された燃焼用空気は、渦状流路に流入する。渦状流路はコンプレッサインペラの回転軸を周方向に囲んでいる。気体が通過する渦状流路の断面積は、見る方向によって、周方向に拡大または縮小している。
【０００７】
本発明によれば、別体として設けられるコンターリングが、少なくとも一つのハウジング部に設けられている。有利には、コンターリングは、少なくとも一つのハウジング部に挿入されていてもよい。したがって、コンターリングを挿入リングと称してもよい。コンターリングは、渦状流路の内側輪郭の一部分を形成する。渦状流路の内側輪郭とは、渦状流路を形成する壁部からなる連続する壁を意味する。コンターリングによって形成される内側輪郭の一区画は、渦状流路の内側の側面のうち、回転軸に対して半径方向外側の側面に位置している。よって、この内側輪郭の一区画は、渦状流路の側面のうち、コンプレッサインペラ受け入れチャンバとは半径方向に略反対側の側面に位置している。
【０００８】
コンターリングが設けられていれば、簡単な方法で、渦状流路の複雑な配置を実現することができる。渦状流路の複雑な配置によって、遠心圧縮機の効率を向上させることができる。
【０００９】
コンターリングは、別体として設けられるため、組み立ての際に、少なくとも一つのハウジング部に容易に挿入することができる。
【００１０】
コンターリングは、その機能の観点から容易に最適化することができる。有利には、渦状流路の流れの輪郭の観点から最適化してもよい。
【００１１】
コンターリングを用いることで、簡単な方法でコンプレッサハウジングを実現することができる。特に、材料または組み立て、もしくはこの両方が低コストとなるコンプレッサハウジングを実現できる。または、もしくはこれに加えて、よりコスト効率のよいコンプレッサハウジングを実現できる。コンターリング自体も、簡単な部品として実現できる。
【００１２】
有利には、コンターリングは少なくとも一つのハウジング部に堅固に接続されていてもよい。コンターリングは、堅固な接合によって、特に、溶接、接着、または嵌合によって、もしくはそれらの組み合わせによって、少なくとも一つのハウジング部に接続されていてもよい。嵌合は、特に、スナップ、ねじ、差し込み、特にプレス嵌合である圧力ばめによる嵌合、またはそれらの組み合わせによる嵌合である。さらに、コンターリングは、その他の接続方法によって、特に、回転継手または差し込み接続、もしくはそれらの組み合わせによって、少なくとも一つのハウジング部に接続されていてもよい。
【００１３】
コンターリングは、少なくとも一つのハウジング部に分離可能に設けられていてもよい。または、少なくとも一つのハウジング部に破壊することなく分離可能に設けられていてもよい。
【００１４】
有利には、コンターリングは、少なくとも一つのハウジング部内において、外気に対してシールされた領域に設けられていてもよい。これにより、コンターリング自体がシール機能を持つ必要がない。また、コンターリングと少なくとも一つのハウジング間との接続部も全て、外部に対してシールされている必要がない。したがって、コンターリングを簡単な方法で設計することができる。
【００１５】
有利な実施形態においては、少なくとも一つのハウジング部は渦状流路の内側輪郭の一部分を形成していてもよい。
【００１６】
有利には、コンターリングには、少なくとも一つのハウジング部の少なくとも一部のアンダーカット部の形状を採用してもよい。したがって、コンターリングは、少なくとも一つのハウジング部の側面上において、渦状流路の内側輪郭の対応する一区画と置き換えられる。該少なくとも一部のアンダーカット部の代わりにコンターリングを設けることで、渦状経路の断面にて周方向に延びる渦状流路の広がりが形成され得る。全体として、アンダーカット部またはコンターリングを有さない遠心圧縮機と比較して、該遠心圧縮機の圧縮効率は向上され得る。
【００１７】
コンターリングによって、少なくとも一つのハウジング部の側面において、アンダーカット部を、特に、回転軸に対して半径方向外側のアンダーカット部をなくすことができる。したがって、少なくとも一つのハウジング部は、渦状流路の領域で開口することができる。よって、少なくとも製造時において、アクセスしやすくなる。このように、少なくとも一つのハウジング部の製造が容易になっている。
【００１８】
有利には、少なくとも一つのハウジング部は、鋳造または射出形成されてもよい。周知のように、少なくとも一つのハウジング部において自在に突出する設計要素、特に鋳造部分は、アンダーカット部または逆抜き勾配と称される。アンダーカット部があると、少なくとも一つのハウジング部を、型、特に鋳型から取り出しにくく、また取り出すことができない場合もある。アンダーカット部の数を少なくすることで、少なくとも一つのハウジング部の型からの取り出しを容易にすることができる。一つのハウジング部を製造するための鋳造方法は、渦状流路領域におけるアンダーカット部の数が一つ以下であれば、複数のアンダーカット部を有するコンプレッサハウジングを製造するための鋳造方法よりも容易になり得る。複数のアンダーカット部を有するコンプレッサハウジングは、特に重力ダイカストによって製造され得る。
【００１９】
有利には、少なくとも一つのハウジング部は、アンダーカット部が全くない構成としてもよい。これにより、少なくとも一つのハウジング部を容易に型から取り出すことができる。
【００２０】
有利には、少なくとも一つのハウジング部は、コンターリングのための、ハウジング側コンターリング受け部を備えていてもよい。有利には、このハウジング側コンターリング受け部は、回転軸に対して半径方向外側に設けられてもよい。コンターリングは、簡単な方法で、ハウジング側コンターリング受け部に配置または保持され、もしくは配置かつ保持される。
【００２１】
有利には、少なくとも一つのハウジング部は、コンプレッサハウジングの上側部であってもよい。回転軸に対して、軸方向にタービンと反対側を向く側に設けられたハウジング部の側を、上側部と称してもよい。
【００２２】
他の有利な実施形態では、少なくとも一つのハウジング部は、遠心圧縮機の軸受座に設けられてもよい。
【００２３】
軸受座は、コンプレッサインペラを取り付けるためのものであってもよい。このために、軸受座はコンプレッサインペラに対応する軸受を有していてもよい。
【００２４】
有利には、軸受座は鋳造部品であってもよい。
【００２５】
有利には、軸受座は接触面を機械によって加工されていてもよく、具体的には、コンプレッサハウジングに面する側が加工されていてもよい。
【００２６】
有利には、少なくとも一つのハウジング部は、軸受座受け部を備えていてもよく、該軸受座受け部は、組み立ての際、軸受座の対応する区画を受けてもよい。
【００２７】
有利には、軸受座受け部は、回転軸に対して半径方向外側において軸受座を取り囲んでいてもよい。
【００２８】
有利には、軸受座受け部と、ハウジング側コンターリング受け部とは、適用可能な場合は、互いと合わさっていてもよい。
【００２９】
少なくとも一つのハウジング部は、軸受座に堅固に接続されていてもよく、特に、互いにねじ止めされていてもよい。有利には、少なくとも一つのハウジング部と軸受座との間の接続は、少なくとも、圧縮される気体を通さないように構成されていてもよい。また、少なくとも一つのハウジング部は、他の方法で軸受座と接続されていてもよい。
【００３０】
他の有利な実施形態においては、コンターリングは少なくとも一つのハウジング部と、軸受座との間に設けられていてもよい。
【００３１】
有利には、コンターリングは少なくとも一つのハウジング部に挿入されても良く、該当する場合は、対応するハウジング側受け部に挿入されてもよい。
【００３２】
有利には、軸受座は、コンターリングを受けるための、軸受座側コンターリング受け部を備えていてもよい。コンターリングは、簡単な方法によって、軸受座側コンターリング受け部に配置され保持されていてもよい。これにより、少なくとも一つのハウジング部内に別体として設けられるコンターリングのための、固定手段をなくすことができる。
【００３３】
コンターリングが挿入された少なくとも一つのハウジング部は、軸受座に接続されていてもよい。特に、該一つのハウジング部は、軸受座に挿入されていてもよい。この過程において、有利には、コンターリングは少なくとも一つのハウジング部と軸受座との間に固定されていてもよく、特に、クランプ締めされていてもよい。
【００３４】
その他の有利な実施形態においては、コンプレッサハウジングは少なくとも二つのハウジング部を備えていてもよい。
【００３５】
これによって、二つのハウジング部のそれぞれを別々に最適な方法で設計することができる。また、それぞれを別々に簡単に構築することができる。有利には、これらのハウジング部は、別体としてそれぞれアンダーカット部を有さない構成であってもよい。このようにすれば、これらのハウジング部を簡単に製造することができ、特に、簡単に型から取り出すことができる。
【００３６】
有利には、二つのハウジング部は異なる材料で実現されてもよい。
【００３７】
有利には、二つのハウジング部は異なる製造方法で製造されてもよい。
【００３８】
これらのハウジング部はそれぞれ、渦状流路の内側輪郭の一区画を形成してもよい。渦状流路の複雑な形状も、これらのハウジング部とコンターリングを組み立てることで実現することができる。これにより、アンダーカット部をなくすことができる。アンダーカット部は、ハウジング部が一つのみの場合には、そのような複雑な形状の渦状流路を実現するために必要となる。
【００３９】
他の有利な実施形態においては、コンターリングはこれらのハウジング部のうち一方のハウジング部に設けられていてもよく、他方のハウジング部は少なくとも部分的にコンプレッサインペラ受け入れチャンバを画定していてもよい。
【００４０】
これにより、コンターリングが設けられた少なくとも一つのハウジング部は、コンターリングの取り付けのために、そして該当する場合には渦状流路の内側輪郭の一区画を実現するために、最適化されてもよい。他方のハウジング部は、インペラハウジング室を画定するために、最適化されてもよい。また、この他方のハウジング部は、少なくとも部分的に、渦状流路の内側輪郭の一区画を形成してもよい。
【００４１】
コンプレッサハウジングは、上述の上側部と、中間部分とを備えていてもよい。有利には、コンターリングは上側部に設けられていてもよい。有利には、中間部分は、回転軸に対して半径方向外側において、コンプレッサインペラ受け入れチャンバを囲むとともに、コンプレッサインペラ受け入れチャンバを画定してもよい。
【００４２】
有利には、コンプレッサハウジングの組み立ては、コンターリングと中間部が上側部に挿入されることで行われてもよい。有利には、中間部は上側部に接続さてもよく、特に、溶接、接着、圧入、またはこれらの組み合わせによって接続されてもよい。コンターリングと中間部が挿入された上側部は、該当する場合は、軸受座に装着されてもよい。
【００４３】
他の有利な実施形態では、コンターリングは、プラスチック、特に、エラストマであるプラスチックまたは金属を含んでいてもよく、もしくはその両方を含んでいてもよい。または、そのような材料で製造されていてもよい。
【００４４】
コンターリングは、簡単な方法で、プラスチックにより実現されてもよい。プラスチックは簡単な方法で鋳造することができる。
【００４５】
コンターリングは、軽量のプラスチックにより実現されてもよい。
【００４６】
有利には、コンターリングは、特にプラスチックを射出形成、鋳造、焼結、または機械的に加工することで製造されてもよい。
【００４７】
他の有利な実施形態では、コンターリングは繊維状またはマット状、もしくはその両方の材料を含んでいてもよい。または、そのような材料で製造されていてもよい。
【００４８】
コンターリングの機械的な抵抗、特に延性は、繊維状またはマット状、もしくはその両方からなる材料によって向上され得る。特に、破損に対する抵抗が向上され得る。
【００４９】
有利には、繊維状またはマット状、もしくはその両方からなる材料は樹脂で含浸されていてもよい。これにより、機械的な抵抗、特に延性がさらに向上され得る。
【００５０】
他の有利な実施形態においては、コンターリングは破裂防止用のリングとして設計されていてもよい。
【００５１】
これにより、コンターリングを格納補助具として適した構成とすることができる。有利には、コンターリングはエラストマ状の材料から構成されてもよい。したがって、破砕に対する抵抗がさらに向上され得る。
【００５２】
コンプレッサインペラが破裂した場合、コンターリングは、コンプレッサインペラの複数の羽根部がコンプレッサハウジングに当たるのを防ぐことができる。コンターリングは、少なくとも、破裂した羽根部を防いだり逸らしたりするのに十分な量の、羽根部の運動エネルギーを拡散または相殺することができる。
【００５３】
他の有利な実施形態においては、少なくとも一つのハウジング部は、少なくとも部分的にプラスチックからなる。
【００５４】
プラスチック部品は簡単に実現することができる。プラスチック部品は、特に、射出形成や鋳造によって簡単に形成することができる。また、複雑な形状もプラスチックによって実現され得る。少なくとも一つのハウジング部は、軽量のプラスチックで構成されていてもよい。
【００５５】
有利には、コンプレッサハウジングの全てのハウジング部は、プラスチック製であるか、プラスチックを含む。
【００５６】
遠心圧縮機のコンプレッサハウジングは、内燃機関の排気ターボチャージャ、または内燃機関の電動圧縮機（Ｅ-ブースター）に設けられてもよい。同様に、コンプレッサハウジングは他の方法で駆動される圧縮機のハウジングであってもよい。
【００５７】
本発明のさらなる利点、特徴、および細部が明らかになるよう、以下の説明では、図面を参照して、本発明の実施形態をより詳細に説明する。当業者は、図面、明細書、および特許請求の範囲に組み合わせて開示した特徴を適切に、また、個別に検討し、それらの特徴を組み合わせて、さらなる有意義な組み合わせとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】図１は、遠心圧縮機のコンプレッサハウジングの片側半分の軸方向部分断面を概略的に示す図であり、コンターリングがコンプレッサハウジングの上側部に設けられ、該コンターリングによって、渦状流路の内側輪郭の一区画が実現されている。
【発明を実施するための形態】
【００５９】
図面において、同一の構成要素には同一の符号が付されている。
【００６０】
図１は、内燃機関における排気ターボチャージャの遠心圧縮機に用いられるハウジング１６の片側半分の断面図であり、該ハウジングは二つのハウジング部、具体的には、上側部１０と中間部１２と、そしてコンターリング１４とから形成される。内燃機関の排気ガスがタービンホイールを駆動し、タービンホイールはコンプレッサインペラ（不図示）と接続されており、ともに回転する。コンプレッサインペラはハウジング１６内に、図１に示した回転軸１８周りに回転可能に取り付けられている。コンプレッサインペラが回転することで、燃焼用空気が内燃機関の吸気管に吸引され、圧力が上昇して充填圧力に達するまで圧縮される。この加圧された状態で、燃焼用空気は内燃機関のシリンダに送られる。
【００６１】
特に他に記載がない限り、「軸方向」「半径方向」「同軸」「周」「周方向」等の説明の基準は、回転軸１８である。
【００６２】
上側部１０と、中間部１２と、コンターリング１４とは、それぞれ回転軸１８を周方向に囲んでいる。上側部１０と、中間部１２と、コンターリング１４とは熱可塑性プラスチックからなる。
【００６３】
中間部１２は上側部１０の内部に設けられる。第１接続領域２０と、第２接続領域２２とが、上側部１０に形成されている。
【００６４】
中間部１２の同軸円筒部２４は、半径方向外周側において、対応する大きさの分だけ接続領域２０と突き合わされている。
【００６５】
第２接続領域２２は、周方向と半径方向とに延在する。中間部１２の曲面部３２の正面側表面２６が、第２接続領域２２と突き合わされている。円筒部２４は、中間部１２の曲面部３２と合わさって一個の部材を構成する。
【００６６】
第１接続領域２０と円筒部２４と、第２接続領域２２と表面２６とは、それぞれ、溶接領域を形成する。
【００６７】
上側部１０には、図１において下向きに開口する上側曲面部２８が設けられ、環状に周方向に延びている。すなわち、中間部１２の軸方向に向かう（図１における）その下側において、上端部縁部２８は、下向きに開口する周方向のトラフ（樋部）を形成する。半径方向接続表面２２は、上側曲面部２８の半径方向内側の一端に配置されている。中間部１２の曲面部３２の内側輪郭は、上側部１０の上側曲面部２８の内側輪郭と合わさる。中間部１２の曲面部３２は、半径方向内側に突出した対応するアンダーカット部を上側部１０上に形成する。
【００６８】
上側曲面部２８は、半径方向外周側において、軸方向に延びる円筒状のスリーブ部３４と合わさる。スリーブ部３４は、軸方向にて表面２６の反対側に位置する、中間部１２の曲面部３２の下側を超えて、軸方向に突出している。
【００６９】
このスリーブ部３４は、半径方向内周側に、段差３６が設けられている。この段差３６は、軸方向において、半径方向接続表面２２とほぼ同じ高さに配置されている。軸方向に上側曲面部２８側から見たとき、段差３６の後方に、半径方向に外側にずらして、軸方向コンターリング受け部３８が設けられている。この軸方向コンターリング受け部３８は、軸方向において段差３６と反対側を向く側で、軸受リング受け部４０と合わさる。軸方向コンターリング受け部３８と、軸受リング受け部４０とは、仮想の同軸円筒側面の半径方向外側に沿うように延在する。
【００７０】
コンターリング１４の同軸円筒状保持部４２の半径方向外周側は、軸方向コンターリング受け部３８の半径方向内周側に突き合わされる。保持部４２の一端は、コンターリング受け部３８の段差３６に突き合わされる。スリーブ部３４は、保持部４２を覆うように軸方向に突出している。軸受リング受け部４０は、軸方向において、保持部４２より後方に位置している。
【００７１】
コンターリング１４は、半径方向内側において、環状の、下側かつ外側の曲面部４４を備えている。下側かつ外側の曲面部４４は、その半径方向外側の一端において、保持部４２の、軸方向コンターリング受け部３８の段差３６と対向する端に接続され、単一の部材を構成する。一方、下側かつ外側の曲面部４４の半径方向内側の一端は、軸方向に見たとき、軸方向コンターリング受け部３８の段差３６と反対側を向く側の、保持部４２の下側の端とほぼ同じ高さになるように配置される。下側かつ外側の曲面部４４は、対応する半径方向外側のアンダーカット部を上側部１０上に形成する。
【００７２】
渦状流路４６は、上側部１０の上側曲面部２８と、中間部１２の曲面部３２と、コンターリング１４の外側かつ下側の曲面部４４と、によって形成される。周知のように、遠心圧縮機によって圧縮された内燃機関の燃焼用空気は、渦状流路４６に流入する。流体が通過する渦状流路の断面積は、見る方向によって、周方向に拡大または縮小する。下側かつ外側の曲面部４４と、曲面部３２との間に設けられる環状の間隙４８は、燃焼用空気が渦状流路４６に流入するための流入口を形成する。また、渦状流路４６は、燃焼用空気の流出口（不図示）を備える。
【００７３】
また、周方向の環状空間５０が、上側部１０と中間部１２との間に配置されている。環状空間５０は、半径方向外側で円筒部２４を囲んでいる。
【００７４】
コンターリング１４は、コンターリング受け部３８の内側で、圧入差し込み接続によって、その位置に固定されている。
【００７５】
上側部１０は、軸受座５２の正面側に位置している。これにより、軸受座受け部４０が、軸受座５２の半径方向外周側の縁部を囲む。中間部１２に対向する軸受座５２の正面側は、中間部１２の下側から離され、空間５４が形成される。この空間５４は、円筒部２４内のコンプレッサインペラ受け入れチャンバ５６と、渦状流路４６の環状の間隙４８とを接続する。また、軸受座５２は、コンプレッサインペラの軸受（不図示）を備える。コンプレッサインペラは、コンプレッサインペラ受け入れチャンバ５６の中に設けられるとともに、空間５４に向かって突出する。軸受は、回転軸と同軸である。燃焼用空気はコンプレッサインペラ受け入れチャンバ５６から、空間５４と環状の間隙４８を介して、渦状流路４６に送られ得る。
【００７６】
その正面側において、軸受座５２は半径方向外側に、周方向及び半径方向に延びる半径方向コンターリング受け部５８を備える。半径方向コンターリング受け部５８には、軸方向コンターリング受け部３８の段差３６の反対側を向く、下側かつ外側の曲面部４４の下側の端部と、コンターリング１４の保持部４２の下側の端部とが設置される。このようにして、コンターリング１４は上側部１０と軸受座５２との間に配置され保持される。
【００７７】
上側部１０と、中間部１２と、コンターリング１４とは、プラスチックで別々に制作され、ハウジング１６が製造される。
【００７８】
コンターリング１４は、圧力ばめにより、上側部１０の軸方向コンターリング受け部３８に軸方向に挿入される。中間部１２は軸方向に上側部１０に挿入され、これにより上側部１０の接続領域２０と接続領域２２とが、円筒部２４と中間部１２の表面２６と互いに密接するように組み合わされる。それから、上側部１０と中間部１２とが互いに溶接される。
【００７９】
続いて、コンプレッサインペラがコンプレッサインペラ受け入れチャンバ５６に挿入され、軸受座５２が上側部１０に載置され、コンターリング１４が軸受座５２と上側部１０との間に固定される。
【符号の説明】
【００８０】
１０  上側部
１２  中間部
１４  コンターリング
１６  ハウジング
１８  回転軸
２０    第１接続領域
２２  第２接続領域
２４  円筒部
２６  表面
２８  上側曲面部
３２  曲面部
３４  スリーブ部
３６  段差
３８  軸方向コンターリング受け部
４０  軸受座受け部
４２  保持部
４４  曲面部
４６  渦状流路
４８  環状の間隙
５０  環状空間
５２  軸受座
５４  空間
５６  コンプレッサインペラ受け入れチャンバ
５８  半径方向コンターリング受け部
【図１】
2015017605.tif 000003
【外国語明細書】
【発明の名称】Compressor Housing of Radial Compressor
Technical Field
The invention relates to a compressor housing
of a radial compressor, in particular of a turbocharger of an internal combustion
engine, in particular of a motor vehicle, having at least one housing part,
wherein a compressor impeller receiving chamber and a spiral channel radially
outwardly surrounding said compressor impeller receiving chamber with respect
to a rotational axis of a compressor impeller are provided.
Prior Art 
A compressor housing of a radial
compressor, in particular of a turbocharger of an internal combustion engine,
in particular of a motor vehicle, having at least two housing parts that
consist at least in part of plastic is known from DE 10 2011 017 052 A1. A
compressor impeller receiving chamber and a spiral channel radially outwardly
surrounding said compressor impeller receiving chamber with respect to a
rotational axis of a compressor impeller are provided. A securement structure
surrounding the compressor impeller receiving chamber at least partially
annularly is disposed in the radial direction between the compressor impeller
receiving chamber and the spiral channel. The securement structure comprises a
separate burst-protection ring having a tubular wall section surrounding the
compressor impeller receiving chamber circumferentially, which wall section is
disposed in a fixed manner in its position in the compressor housing.
The object of the invention is to design a
compressor housing of the type mentioned at the outset which is simple to
produce and rugged. The compressor housing is supposed to realize the highest
possible efficiency with respect to the compression. It should be optimized in
terms of material use and weight.
Disclosure of the Invention 
This object is attained according to the
invention in that a separate contour ring is disposed within the at least one
housing part, which at least radially outwardly surrounds the spiral channel
and forms at least one section of the radially outward inner contour of the
spiral channel.
As is known, gas compressed with the radial
compressor, in particular compressed combustion air of the internal combustion
engine, flows in the spiral channel. The spiral channel surrounds the
rotational axis of the compressor impeller circumferentially. The
to-be-permeated cross-sectional surface thereof increases or decreases
circumferentially, depending upon the viewing direction.
According to the invention, a separate
contour ring is disposed in the at least one housing part. The contour ring can
be inserted advantageously into the at least one housing part. Therefore, the
contour ring can also be designated as an insertion ring. The contour ring
forms a portion of the inner contour of the spiral channel. The inner contour
of the spiral channel designates the wall progression of the wall sections
forming the spiral channel. The section of the inner contour that is formed by
the contour ring is situated at a radially outward inner side of the spiral
channel with respect to the rotational axis. The section of the inner contour
is thus situated substantially on the side of the spiral channel that is
radially opposite from the compressor impeller receiving chamber.
A complex spiral channel geometry can be
realized in a simply way with the contour ring. The complex spiral channel
geometry makes it possible to increase the efficiency of the radial compressor.
As a separate part, the contour ring can
simply be inserted during assembly into the at least one housing part. 
The contour ring can be optimized simply in
terms of its function. It can be optimized advantageously with respect to the
flow contour of the spiral channel.
By using the contour ring, it is possible
for the compressor housing to be realized in a simpler manner, in particular
with lower costs for materials and/or assembly and/or more cost-effectively.
The contour ring itself can be realized as a simple component.
The contour ring can advantageously be
firmly connected to the at least one housing part. The contour ring can be
connected to the at least one housing part with a firm bond, in particular by
means of welding and/or adhesion, and/or a form-fit, in particular by means of
a snap-in connection and/or screwed connection and/or a bayonet-type
connection, and/or force-fit, in particular by means of a press-fit. The
contour ring can also be connected to the at least one housing part by means of
a different kind of connection, in particular a swivel and/or plug-in
connection.
The contour ring can be disposed in the at
least one housing part so that it is separable. Alternatively, it can be
disposed in the at least one housing part so that it is separable
non-destructively.
The contour ring can be disposed advantageously
within a region that is sealed with respect to the environment in the at least
one housing part. This way it is not necessary for the contour ring itself to
have a sealing function. Any connection locations between the contour ring and
the at least one housing part also do not have to be sealed outwardly.
Therefore, the contour ring can be designed in a simple way.
In the case of an advantageous embodiment,
the at least one housing part can form a portion of the inner contour of the
spiral channel. 
The contour ring can advantageously adopt
the shape of at least an undercut of the at least one housing part. The contour
ring therefore replaces a corresponding section of the inner contour of the
spiral channel on the sides of the at least one housing part. With the contour
ring instead of the at least one undercut, an extension of the spiral channel
that is circumferential with respect to its profile can be formed. Overall, the
compressor efficiency of the radial compressor can be increased as compared to
a radial compressor without an undercut or contour ring. 
Because of the contour ring, it is possible
to dispense with an undercut, in particular a radial outer undercut with
respect to the rotational axis, on sides of the at least one housing part. The
at least one housing part can thus be open in the region of the spiral channel.
It can be designed to be better accessible at least during production. The
production of the at least one housing part is simplified is this way.
The at least one housing part can
advantageously be cast or injected. As is known, a design element, which freely
protrudes on the at least one housing part, in particular a cast part, can then
be designated as an undercut or counterdraft. The undercut can hamper or prevent
the at least one housing part from being removed from its mold, in particular a
cast mold. A demolding of the at least one housing part can be simplified by
the reduction of the number of undercuts. A casting method for producing the at
least one housing part, which comprises at most one undercut in the region of
the spiral channel, can be simpler than a casting method for producing a
compressor housing with several undercuts. A compressor housing having several
undercuts can be produced in particular in accordance with a gravity die
casting method.
The at least one housing part can
advantageously have no undercut. The demolding of the at least one housing part
can be simplified as a result.
The at least one housing part can
advantageously comprise a housing-side contour ring receptacle for the contour
ring. The housing-side contour ring receptacle can advantageously be radially
outward with respect to the rotational axis. Positioned and/or held in a simple
manner in the housing-side contour ring receptacle on the contour ring.
The at least one housing part can
advantageously be an upper part of the compressor housing. The housing part
that is disposed on the side facing axially away from the turbine with respect
to the rotational axis can be designated as the upper part.
In the case of another advantageous
embodiment, the at least one housing part can be disposed on a bearing seat of
the radial compressor. 
The bearing seat can serve to mount the
compressor impeller. To this end, it can carry a corresponding bearing for the
compressor impeller.
The bearing seat can advantageously be a
cast part.
The bearing seat can advantageously be
mechanically processed on contact surfaces, in particular towards the
compressor housing.
The at least one housing part can
advantageously comprise a bearing seat receptacle, which can receive
corresponding sections of the bearing seat during assembly.
The bearing seat receptacle can
advantageously radially outwardly surround the bearing seat with respect to the
rotational axis.
The bearing seat receptacle and if
applicable the housing-side contour ring receptacle can advantageously merge
into each other.
The at least one housing part can be firmly
connected to the bearing seat, in particular screwed together. The connection
between the at least one housing part and the bearing seat can advantageously
be impervious at least for the gas to be compressed. The at least one housing
part can also be connected to the bearing seat in another manner.
In the case of another advantageous
embodiment, the contour ring can be disposed between the at least one housing
part and the bearing seat.
The contour ring can be inserted
advantageously into the at least one housing part, as the case may be into the
corresponding housing-side receptacle. 
The bearing seat can advantageously
comprise a contour ring receptacle on the bearing seat side for the contour
ring. The contour ring can be positioned and held in a simple manner in the
contour ring receptacle on the bearing seat side. It is possible to dispense
with a separate fixation of the contour ring on or in the at least one housing
part.
The at least one housing part with the
inserted contour ring can be connected to the bearing seat. In particular, the
at least one housing part can be inserted on the bearing seat. In the process,
the contour ring can be advantageously fixed between the at least one housing
part and the bearing seat, in particular clamped.
With another advantageous embodiment, the
compressor housing can comprise at least two housing parts.
In this way, the two housing parts can each
be designed separately in an optimal manner. Each of the housing parts can be
simply constructed separately. The housing parts can advantageously each be
separately free of undercuts. In this way, the housing parts can each be
produced simply, in particular demolded.
The two housing parts can be advantageously
realized from different materials.
The two housing parts can be advantageously
produced in accordance with different production methods.
Each of the housing parts can form a
section of the inner contour of the spiral channel. Complex shapes can be
realized for the spiral channel by the assembly of the housing parts and the
contour ring. As a result, it is possible to dispense with undercuts, which
would have been required to realize such a complex spiral channel with only
housing part.
In the case of another advantageous
embodiment, the contour ring can be disposed in one of the housing parts and
another of the housing parts can delimit the compressor impeller receiving
chamber at least in part.
In this way, the at least one housing part
with the contour ring can be optimized for mounting thereof and if applicable
for realizing a section of the inner contour of the spiral channel. The other
housing part can be optimized for delimiting the compressor impeller receiving
chamber. In addition, the other housing part can also form a section of the
inner contour of the spiral channel at least in part.
The compressor housing can comprise an upper
part (already mentioned above) and a middle part. The contour ring can be
disposed advantageously in the upper part. The middle part can advantageously
radially outwardly surround and delimit the compressor impeller receiving
chamber with respect to the rotational axis.
To assemble the compressor housing, the
contour ring and the middle part can advantageously be inserted into the upper
part. The middle part can be advantageously connected to the upper part, in
particular welded, glued and/or pressed in. The upper part with the contour
ring and the middle part can be mounted as the case may be on the bearing seat.
With another advantageous embodiment, the
contour ring can comprise plastic, in particular elastomer, and/or metal or be
made of such a material.
The contour ring can be realized in a
simple manner of plastic. Plastic can be molded in a simple manner.
The contour ring can be realized of plastic
having a low weight. 
The contour ring can be advantageously
injected, cast, sintered or mechanically produced in particular of plastic.
With another advantageous embodiment, the
contour ring can comprise a fibrous and/or mat-like material or be made of such
a material.
The mechanical resistance, in particular
the ductility, of the contour ring can be improved with a fibrous and/or
mat-like material. In particular, the breaking resistance thereof can be
increased.
The fibrous and/or mat-like material can be
impregnated advantageously with resins. The mechanical resistance, in
particular the ductility, can be improved further in this way.
In the case of another advantageous
embodiment, the contour ring can be designed as a burst-protection ring.
As a result, it can be suitable as a
containment aid. The contour ring can consist advantageously of an elastomer-like
material. Thus, the fracture resistance thereof can be improved further.
If the compressor impeller bursts, the
contour ring can prevent the impeller parts of the compressor impeller from
punching though the compressor housing. The contour ring can at least dissipate
or compensate for enough of the kinetic energy of the impeller parts that the
burst impeller parts can be intercepted or diverted.
In the case of another advantageous
embodiment, the at least one housing part can consist of plastic at least in
part.
Plastic parts can be realized simply. They
can be formed simply, in particular injected or cast. Complex shapes can also
be realized of plastic. The at least one housing part can be provided of
plastic having a low weight.
All housing parts of the compressor housing
can advantageously be made of plastic or comprise plastic.
The compressor housing of a radial
compressor can be disposed in an exhaust gas turbocharger of an internal
combustion engine or in an electrically driven compressor (E-booster) of an
internal combustion engine. The compressor housing can likewise be a housing of
a compressor driven in another manner.
Brief Description of the Drawings 
Additional advantages, features and details
of the invention will be made clear in the following description in which an
exemplary embodiment of the invention will be explained in more detail based on
the drawing. A person skilled in the art will also expediently consider
individually the features disclosed in combination in the drawing, the
description and the claims and combine them into further meaningful
combinations.
The single figure schematically shows an
axial section of one half of a compressor housing of a radial compressor,
wherein a contour ring is disposed in an upper part of the compressor housing,
with which contour ring a section of the inner contour of a spiral channel is
realized.
The same components are provided with the
same reference numbers in the figure.
Exemplary Embodiment(s) of the Invention 
The figure shows a cross section of one
half of a housing 16 for a radial compressor of an exhaust gas turbocharge of
an internal combustion engine, which housing is formed of two housing parts,
specifically an upper part 10 and a middle part 12, and a contour ring 14. The
exhaust gases of the internal combustion engine drive a turbine wheel, which is
connected to a compressor impeller (not shown in the figure) for rotation
therewith. The compressor impeller is rotatably mounted in the housing 16
around a rotational axis 18 indicated in the drawing. Through the rotation of
the compressor impeller, combustion air is suctioned in an intake tract of the
internal combustion engine and compressed to an increased charging pressure,
under which the combustion air is conveyed to cylinders of the internal
combustion engine.
Unless otherwise stated, the rotational
axis 18 forms the reference for the indications of "axial",
"radial", "coaxial", "circumferential" and
"in the circumferential direction ".
The upper part 10, the middle part 12 and
the contour ring 14 respectively surround the rotational axis 18
circumferentially. The upper part 10, the middle part 12 and the contour ring
14 consist of a thermoplastic plastic.
The middle part 12 is disposed within the
upper part 10. A first connecting zone 20 and a second connecting zone 22 are
formed on the upper part 10.
A corresponding radially outer
circumferential size of a coaxial cylindrical section 24 of the middle part 12
abuts the connecting zone 20. 
The second connecting zone 22 extends
circumferentially and radially. A front surface 26 of a rounded section 32 of
the middle part 12 abuts the second connecting zone 22. The cylindrical section
24 merges in one piece into the rounded section 32 of the middle part 12. 
The first connecting zone 20 and the
cylindrical section 24 along with the second connecting zone 22 and the front
surface 26 respectively form welding zones.
Formed on the upper part 10 is an upper
curve section 28 that is downwardly open in the figure, and which extends
circumferentially in an annular manner. On the lower (in the figure) side
thereof facing in the axial direction [of] the middle part 12, the upper end
section edge section 28 forms a circumferential trough that is downwardly open.
The radial connecting surface 22 is situated at the radially inner end of the
upper curve section 28. An inner contour of the rounded section 32 of the
middle part 12 merges into an inner contour of the upper curve section 28 [of
the] upper part 10. The rounded section 32 on the middle part 12 makes a
corresponding radially inner undercut on the upper part 10 superfluous.
On the radially outer circumferential side,
the upper curve section 28 merges into an axially extending cylindrical sleeve
section 34. The sleeve section 34 projects in the axial direction over an
underside of the rounded section 32 of the middle part 12 that is axially
opposite from the front face 26.
The sleeve section 34 has a step 36 on a
radially inner circumferential side. The step 36 is situated axially
approximately at the height of the radial connecting surface 22. Viewed from
the upper curve section 28 in the axial direction, an axial contour ring
receptacle 38 that is offset radially outwardly is situated behind the step 36.
The axial contour ring receptacle 38 merges on its side facing away from the
step 36 in the axial direction into a bearing ring receptacle 40. The axial
contour ring receptacle 38 and the bearing ring receptacle 40 extend radially
outwardly along an imaginary coaxial cylinder jacket.
A radially outer circumferential side of a
coaxial cylindrical retaining section 42 of the contour ring 14 abuts a
radially inner circumferential side of the axial contour ring receptacle 38.
The edge of the retaining section 42 abuts the step 36 of the contour ring
receptacle 38. The sleeve section 34 projects axially over the retaining
section 42. The bearing ring receptacle 40 is situated axially behind the
retaining section 42.
The contour ring 14 comprises radially
inwardly an annular lower outer curve section 44. The lower outer curve section
44 is connected in one piece on its radially outer edge to the edge of the
retaining section 42 facing the step 36 of the axial contour ring receptacle
38. A radially inner edge of the lower outer curve section 44 is situated,
viewed axially, approximately at the height of the lower edge of the retaining
section 42 facing away from the step 36 of the axial contour ring receptacle
38. The lower outer curve section 44 makes a corresponding radially outer
undercut on the upper part 10 superfluous.
A spiral channel 46 is formed by the upper
curve section 28 on the upper part 10, the rounded section 32 on the middle
part 12 and the lower outer curve section 44 on the contour ring 14. As is
known, combustion air of the internal combustion engine compressed with the
radial compressor flows in the spiral channel 46. The to-be-permeated
cross-sectional surface thereof increases or decreases circumferentially,
depending upon the viewing direction. An annular gap 48 between the lower outer
curve section 44 and the rounded section 32 forms an inlet for the combustion
air in the spiral channel 46. Furthermore, the spiral channel 46 comprises an
outlet (not shown in the figure) for the combustion air.
Furthermore, a circumferential annular
space 50 is situated between the upper part 10 and the middle part 12. The
annular space 50 radially outwardly surrounds the cylindrical section 24.
The contour ring 14 is fixed in its
position in the contour ring receptacle 38 of the upper part 10 by means of a
force-fit plug-in connection.
The upper part 10 is positioned on a front
side of a bearing seat 52. In doing so, the bearing seat receptacle 40
surrounds an end section on the radial outer circumferential side of the bearing
seat 52. A front side of the bearing seat 52 facing the middle part 12 is
spaced apart from an underside of the middle part 12 so that a gap 54 is
formed. The gap 54 connects a compressor impeller receiving chamber 56 inside
the cylindrical section 24 to the annular gap 48 of the spiral channel 46.
Furthermore, the bearing seat 52 comprises a bearing (not shown in the figure)
for the compressor impeller. The compressor impeller is disposed in the
compressor impeller receiving chamber 56, but also projects into the gap 54.
The bearing is coaxial to the rotational axis. The combustion air can be
conveyed from the compressor impeller receiving chamber 56 to the spiral
channel 46 via the gap 54 and the annular gap 48.
On a front side thereof, the bearing seat
52 radially outwardly comprises a radial contour ring receptacle 58 that runs
circumferentially and radially. Resting in the radial contour ring receptacle
58 are the lower edges of the lower outer curve section 44 and of the retaining
section 42 of the contour ring 14 that face away from the step 36 of the axial
contour ring receptacle 38. Thus, the contour ring 14 is positioned and held
between the upper part 10 and the bearing seat 52.
The upper part 10, the middle part 12 and
the contour ring 14 are fabricated separately of plastic to produce the housing
16.
The contour ring 14 is inserted with a
force-fit in the axial direction into the axial contour ring receptacle 38 of
the upper part 10. The middle part 12 is inserted in the axial direction into
the upper part 10 so that the connecting zones 20 and 22 of the upper part 10
and the cylinder section 24 and the front face 26 of the middle part 12 fit
closely together. Then the upper part 10 and the middle part 12 are welded to
each other.
Subsequently, the compressor impeller is
inserted into the compressor impeller receiving chamber 56 and the bearing seat
52 is placed on the upper part 10 so that the contour ring 14 is fixed between
the bearing seat 52 and the upper part 10.
1. Compressor housing (16) of a radial
compressor, in particular of a motor vehicle, having at least one housing part
(10, 12), wherein a compressor impeller receiving chamber (56) and a spiral
channel (46) radially outwardly surrounding said compressor impeller receiving
chamber with respect to a rotational axis (18) of a compressor impeller are
provided, characterized in that a separate contour ring (14) is disposed within
the at least one housing part (10), which at least radially outwardly surrounds
the spiral channel (46) and forms at least one section (44) of the radially
outward inner contour of the spiral channel (46).
2. Compressor housing according to Claim 1,
characterized in that the at least one housing part (10) forms a portion (28)
of the inner contour of the spiral channel (46).
3. Compressor housing according to Claim 1
or 2, characterized in that the at least one housing part (10) is disposed on a
bearing seat (52) of the radial compressor.
4. Compressor housing according to one of
the preceding claims, characterized in that the contour ring (14) is disposed
between the at least one housing part (10) and the bearing seat (52).
5. Compressor housing according to one of
the preceding claims, characterized in that the compressor housing (16)
comprises at least two housing parts (10, 12).
6. Compressor housing according to the
preceding claim, characterized in that the contour ring (14) is disposed in one
of the housing parts (10) and another of the housing parts (12) delimits the
compressor impeller receiving chamber (56) at least in part.
7. Compressor housing according to one of
the preceding claims, characterized in that the contour ring (14) comprises
plastic, in particular elastomer, and/or metal or is made of such a material.
8. Compressor housing according to one of
the preceding claims, characterized in that the contour ring (14) comprises a
fibrous and/or mat-like material or is made of such a material.
9. Compressor housing according to one of
the preceding claims, characterized in that the contour ring (14) is designed
as a burst-protection ring.
10. Compressor housing according to one of
the preceding claims, characterized in that the at least one housing part (10,
12) consists of plastic at least in part.
A compressor housing (16) of a radial
compressor, in particular of a turbocharger of an internal combustion engine,
in particular of a motor vehicle, having at least one housing part (10, 12) is
described. A compressor impeller receiving chamber (56) and a spiral channel
(46) radially outwardly surrounding said compressor impeller receiving chamber
with respect to a rotational axis (18) of a compressor impeller are provided. A
separate contour ring (14) is disposed within the at least one housing part (10),
which at least radially outwardly surrounds the spiral channel (46). The
contour ring (14) forms at least one section (44) of the radially outward inner
contour of the spiral channel (46).
【選択図】  Fig. 1
【図１】
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