[发明专利]用于离心压缩机的壳体

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

从DE 102 60 042 A1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。

发明内容

本发明的目的是，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。

按本发明，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。

按本发明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。