CN219317011U - 调节环、可变截面涡轮、涡轮机和增压设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于可变截面涡轮(100)的调节环(200)。调节环(200)包括盘状主体(210)和在盘状主体(210)中形成的多个联接区域(220)。联接区域(220)在周向方向(26)上间隔开并且每个联接区域(220)被设计成至少部分地接纳叶片杆(140)，该叶片杆用于调节可变截面涡轮(100)的导向叶片(120)。每个联接区域(220)完全被盘状主体(210)包围。盘状主体(210)在一个或多个联接区域(220)处具有至少一个加强特征(230)，该至少一个加强特征沿轴向方向(22)从盘状主体(210)延伸并且至少部分地周向包围联接区域(220)。本实用新型涉及一种用于涡轮机的可变截面涡轮、一种用于增压设备的涡轮机和一种用于内燃发动机或燃料电池的增压设备。

Description

调节环、可变截面涡轮、涡轮机和增压设备

技术领域

本实用新型涉及一种用于可变截面涡轮的调节环、一种用于涡轮机的具有这样的调节环的可变截面涡轮、一种用于增压设备的具有这样的调节环的涡轮机以及一种用于内燃发动机或燃料电池的具有这样的调节环的增压设备。

背景技术

越来越多较新一代的车辆配备有增压设备，以便实现需求目标和法律要求。在开发增压设备时，各个部件和系统整体都要在其可靠性和效率方面进行优化。

已知的增压设备大多具有至少一个带有压缩机叶轮的压缩机，该压缩机叶轮经由共用的轴与驱动单元相连接。压缩机对为内燃发动机或为燃料电池所吸入的新鲜空气进行压缩。由此提高可供发动机用于燃烧或者可供燃料电池用于反应的空气量或氧气量。这进而促进内燃发动机或燃料电池的功率的提升。增压设备可以配备有不同的驱动单元。在现有技术中尤其已知：电增压器(E-Lader)，其中压缩机经由电动马达来驱动；以及涡轮增压器，其中压缩机经由涡轮机(尤其径流式涡轮机)来驱动。与(例如设置在航空发动机中)轴流式涡轮机(其中大体上仅实现轴向的流入)相比，在径流式涡轮机中，排气流从螺旋状的涡轮机入口大体上径向地并且在混流式径流式涡轮机的情况下半径向地(即以至少一个较小的轴向分量)被引导到涡轮机叶轮上。除了电增压器和涡轮增压器，现有技术中还描述了这两种系统的组合，其还被称为电动涡轮增压器(E-Turbo)。

为了提高涡轮机的效率并使其适配各种运行工况点，现代的增压设备配备有功率调节装置，借助于该功率调节装置可以调节或改变增压设备所产生的功率。已知的功率调节装置例如是可变截面涡轮(VTG)或废气门阀瓣(WG)。可变截面涡轮是一种用于改变向涡轮机的涡轮机叶轮的入流的可调节的导向装置。通过改变入流(例如流动截面和流入角度)，尤其可以改变供应给涡轮机叶轮的排气流的流动速度，这促使增压设备的功率对应地发生变化。这样的系统还被称为可变导向叶片、VTG、导向格栅或VTG导向格栅。

已知的可变截面涡轮通常具有叶片轴承环，该叶片轴承环带有以凸缘的形式支承在该叶片轴承环上的多个可调节的导向叶片，这些可调节的导向叶片可以各自从与凸缘成大体上切向的位置向接近径向的位置进行调节。可调节的导向叶片在大多数情况下分别经由调节杆与调节环联接，该调节环与叶片轴承环同轴线地布置。通过调节环的运动、例如是沿周向方向的旋转，能够调节导向叶片并且改变到涡轮机叶轮的入流。在此，调节环沿周向方向的旋转经由致动装置来提供。尤其，致动装置被设置成用于产生将经由调节环传递至可变截面涡轮的控制运动。致动装置通常具有执行器，该执行器经由调节轴组件与调节环相联接。为了使致动装置与调节环机械联接，通常提出使内杆与调节环的调整销相接合。可变截面涡轮的多个可运动的单独部件通常需要复杂且昂贵的装配并且可能在运行中导致磨损问题。尤其，由于在进行调节时部件间发生相互作用、以及还由于脉冲式排气力及其经由导向叶片和叶片杆而被传递至接合位置，通常可能在调节环和调节杆上产生磨损问题。这可能导致调节环和调节杆损坏，并且可能导致可变截面涡轮、或在其中使用可变截面涡轮的涡轮机和/或增压设备的寿命变短。

本实用新型的目的是，提供一种经改进的用于可变截面涡轮的调节环。

实用新型内容

本实用新型涉及一种用于可变截面涡轮的调节环。本实用新型还涉及一种用于涡轮机的可变截面涡轮，该可变截面涡轮具有这样的调节环。本实用新型还涉及一种用于增压设备的涡轮机，该涡轮机具有这样的调节环。本实用新型还涉及一种用于内燃发动机或燃料电池的增压设备，该增压设备具有这样的调节环。

根据本实用新型的第一方面，用于可变截面涡轮的调节环包括盘状主体和在盘状主体中形成的多个联接区域。联接区域在周向方向上间隔开。每个联接区域被设计成至少部分地接纳叶片杆，该叶片杆用于调节可变截面涡轮的导向叶片。每个联接区域完全被盘状主体包围。盘状主体在一个或多个联接区域处具有至少一个加强特征，该至少一个加强特征沿轴向方向从盘状主体延伸并且至少部分地周向包围联接区域。借助处于一个或多个联接区域的该至少一个加强特征，可以在联接区域与相应的叶片杆(这些叶片杆进而与导向叶片相连接)进行联接时减小可能在通过调节环调节叶片杆时所产生的表面压力。换言之，由于该至少一个加强特征，可以增大叶片杆与调节环、尤其联接区域之间的接触表面。在此，可以实现减小叶片杆与联接区域之间的磨损。尤其可以减小调节环处和/或调节杆处的磨损。因此，通过设置该至少一个加强特征，可以改善调节环和/或包括调节环的可变截面涡轮的稳健性。此外，可以以如下方式提高调节环的稳健性：每个联接区域完全被盘状主体包围。此外，由此可以将多个功能整合到调节环中：例如在周向方向上调节叶片杆，提供第一止挡部和/或第二止挡部以调节可变截面涡轮，和/或在可变截面涡轮中对调节环进行径向支承。此外，通过将功能整合到调节环中，可以省去可变截面涡轮的另外的部件并且因此降低成本。

在设计方案中，盘状主体可以在多个联接区域的各个联接区域上具有该至少一个加强特征。各个联接区域可以被设计为盘状主体中的穿通部。

在设计方案中，该至少一个加强特征可以与盘状主体一体式地形成。该至少一个加强特征可以被设计成凸缘状。

在设计方案中，各个联接区域、尤其是各个穿通部可以具有环绕的壁。环绕的壁可以具有位于径向内部的壁区段和位于径向外部的壁区段，这些壁区段大体上切向地和/或沿周向方向延伸。环绕的壁可以具有侧向第一壁区段和侧向第二壁区段，这些侧向壁区段大体上沿径向方向延伸。当调节环在周向方向上相对于叶片轴承环运动时，可以借助这两个侧向壁区段来调节该多个导向叶片。

在设计方案中，该至少一个加强特征可以具有第一加强区段和至少一个第二加强区段。第一加强区段可以包围侧向第一壁区段。该至少一个第二加强区段可以包围侧向第二壁区段。

在设计方案中，该至少一个加强特征可以完全包围联接区域。

盘状主体可以具有第一侧面和第二侧面。该至少一个加强特征可以从第一侧面和/或第二侧面延伸。在设计方案中，该至少一个加强特征可以包括第一加强特征和第二加强特征。第一加强特征可以从第一侧面延伸。第二加强特征可以从第二侧面延伸。

该至少一个加强特征可以沿轴向方向延伸直至达轴向距离。盘状主体可以具有在轴向方向上测得的主体厚度。轴向距离与主体厚度之比可以介于0.25至1.0之间，尤其介于0.40与0.70之间，优选地介于0.45与0.60之间。基于该比值，可以通过该至少一个加强特征、尤其通过增大接触表面来在与叶片杆进行联接时减小表面压力。此外，可以提升调节环和/或VTG的稳健性。

在设计方案中，该至少一个加强特征可以具有例如在径向方向上测得的最小宽度。最小宽度与主体厚度之比可以介于0.10与0.70之间，尤其介于0.15与0.50之间，优选地介于0.20与0.35之间。基于该比值，可以提供该至少一个加强特征的稳健性和/或耐久性。

在设计方案中，该至少一个加强特征可以在背离联接区域的一侧被设计为朝向第一侧面和/或第二侧面是修圆的。修圆部尤其可以具有半径。可以基于该半径减小或避免该至少一个加强特征与盘状主体之间的应力峰值。

盘状主体可以在每个联接位置的区域中均具有径向外接片和径向内接片。径向外接片可以限定第一接片宽度。径向内接片可以限定第二接片宽度。第一接片宽度和/或第二接片宽度与主体厚度之比可以介于0.15与0.60之间，尤其介于0.20与0.50之间，优选地介于0.25与0.35之间。基于该比值，可以更稳健和/或更稳定地提供调节环。此外，径向内接片因而可以用作针对可变截面涡轮的止挡部，和/或径向外接片可以提供用于调节环在可变截面涡轮中的径向支承。

根据本实用新型的第二方面，用于涡轮机的可变截面涡轮包括叶片轴承环和多个可调节的导向叶片，这些导向叶片各自经由叶片轴可旋转地支承在叶片轴承环中。此外，可变截面涡轮包括根据本实用新型的第一方面的调节环。该多个可调节的导向叶片中的各个导向叶片各自与一个叶片杆不可相对旋转地相连接。每个叶片杆至少部分地各自接纳在一个联接区域中，以用于调节相应的导向叶片。由于在可变截面涡轮中设置有根据本实用新型的第一方面的调节环，因此可以实现减小叶片杆与相应的联接区域之间的磨损。尤其可以减小调节环处和/或调节杆处的磨损。通过在一个或多个联接区域处设置该至少一个加强特征，因此同样可以提升置入有调节环的可变截面涡轮的稳健性。此外，可以以如下方式提高可变截面涡轮的稳健性：每个联接区域完全被盘状主体包围。此外，由此可以将多个功能整合到调节环中：例如在周向方向上调节叶片杆，提供第一止挡部和/或第二止挡部以调节可变截面涡轮，和/或在可变截面涡轮中对调节环进行径向支承。此外，通过功能整合可以省去可变截面涡轮的另外的部件并且因此降低成本。因此可以更稳健地提供可变截面涡轮。此外，可以更耐久地提供可变截面涡轮。

在设计方案中，导向叶片、尤其各个导向叶片可以在叶片轴的第一端部处与叶片轴不可相对旋转地相连接。叶片杆可以在叶片轴的与第一端部相反的第二端部处与叶片轴相连接。

在设计方案中，各个叶片杆均可以具有从叶片轴径向延伸的径向叶片杆区段。各个叶片杆均可以具有从径向叶片杆区段轴向朝调节环延伸的轴向叶片杆区段。轴向叶片杆区段尤其可以在轴向上至少部分地延伸到相应的联接区域中。

在设计方案中，可变截面涡轮可以包括盖盘，该盖盘与叶片轴承环平行地布置。该多个可调节的导向叶片可以布置在盖盘与叶片轴承环之间。

可调节的导向叶片可以经由叶片轴承以在周向方向上均匀分布的方式可旋转地支承在叶片轴承环中。

在设计方案中，可变截面涡轮可以包括多个间隔元件。该多个间隔元件可以以沿周向方向分布的方式布置在叶片轴承环上，使得这些间隔元件限定叶片轴承环距盖盘的轴向间距。该多个间隔元件尤其可以包括至少三个间隔元件。

调节环可以主要布置在叶片轴承环的径向之外。在设计方案中，叶片轴承环可以在背离该多个可调节的导向叶片的一侧具有支承部，以轴向支承调节环。

尤其借助调节环在周向方向上的运动，该多个可调节的导向叶片能够在与可变截面涡轮的最大打开位置相对应的第一位置和与可变截面涡轮的最小打开位置相对应的第二位置之间进行调节。由于每个联接区域完全被盘状主体包围，因此位于径向内部的壁可以用作用于第一位置或第二位置的第一止挡部。此外，位于径向内部的壁还可以用作用于相应另外的第一位置或第二位置的第二止挡部。

根据本实用新型的第三方面，用于增压设备的涡轮机包括涡轮机壳体，该涡轮机壳体限定供应通道和排出通道。此外，涡轮机包括涡轮机叶轮和根据本实用新型的第二方面的可变截面涡轮，该涡轮机叶轮在涡轮机壳体中布置在供应通道与排出通道之间。可变截面涡轮布置在涡轮机叶轮的径向之外。由于在涡轮机、尤其可变截面涡轮中设置有根据本实用新型的第一方面的调节环，因此可以实现减小叶片杆与相应的联接区域之间的磨损。尤其可以减小调节环处和/或调节杆处的磨损。通过在一个或多个联接区域处设置该至少一个加强特征，因此同样可以提升涡轮机的稳健性。此外，可以以如下方式提高涡轮机的稳健性：每个联接区域完全被盘状主体包围。此外，由此可以将多个功能整合到调节环中：例如在周向方向上调节叶片杆，提供第一止挡部和/或第二止挡部以调节可变截面涡轮，和/或在可变截面涡轮中对调节环进行径向支承。此外，通过功能整合可以省去可变截面涡轮和/或涡轮机的另外的部件并且因此降低成本。因此，可以更稳健地提供具有可变截面涡轮的涡轮机。此外，可以更耐久地提供涡轮机。

在设计方案中，涡轮机可以包括致动装置，该致动装置与调节环操作性联接。致动装置可以被设计成使调节环沿周向方向运动。致动装置尤其可以经由一个或多个杆和/或调控拉杆与调节环相联接。

涡轮机可以是径流式涡轮机。在设计方案中，涡轮机可以包括张紧器件。张紧器件可以在轴向方向上布置在可变截面涡轮、尤其叶片轴承环与涡轮机后壁之间。张紧器件可以被设计成将可变截面涡轮张紧到涡轮机壳体上。在设计方案中，张紧器件可以在径向外端部处贴靠叶片轴承环并且在径向内端部处贴靠涡轮机后壁。

在设计方案中，可以在张紧器件与叶片轴承环之间夹紧有隔热罩。涡轮机后壁可以被设计为支承壳体的一部分。

根据本实用新型的第四方面，用于内燃发动机或燃料电池的增压设备包括支承壳体、可旋转地支承在支承壳体中的轴、以及具有压缩机叶轮的压缩机。此外，增压设备包括根据本实用新型的第三方面的涡轮机。涡轮机叶轮和压缩机叶轮在轴的相反端部处与轴不可相对旋转地联接。由于在增压设备所包括的涡轮机、尤其可变截面涡轮中设置有根据本实用新型的第一方面的调节环，因此可以更稳健和/或更耐久地提供增压设备。这尤其可以通过减小叶片杆与相应的联接区域之间的磨损来实现。在此，可以减小调节环处和/或调节杆处的磨损。此外，可以以如下方式提高增压设备的稳健性：各个联接区域完全被调节环的盘状主体包围。此外，由此可以将多个功能整合到调节环中：例如在周向方向上调节叶片杆，提供第一止挡部和/或第二止挡部以调节可变截面涡轮，和/或在可变截面涡轮中对调节环进行径向支承。通过功能整合可以省去增压设备、尤其可变截面涡轮和/或增压设备所包括的涡轮机中的某些部件。因此能够降低增压设备的成本。

压缩机可以包括压缩机壳体，压缩机叶轮布置在该压缩机壳体中。支承壳体可以与涡轮机壳体和压缩机壳体相连接。

在设计方案中，增压设备可以包括电动马达，该电动马达可以布置在支承壳体中的马达空间中。涡轮机叶轮和/或压缩机叶轮可以经由轴与电动马达相联接。

根据本实用新型的第五方面，一种用于制造可变截面涡轮用的调节环的方法包括如下步骤：

a)提供盘状主体；

b)在盘状主体中形成多个联接区域，其方式为使得这些联接区域在周向方向上间隔开，并且每个联接区域被设计成至少部分地接纳叶片杆，该叶片杆用于调节可变截面涡轮的导向叶片，并且每个联接区域完全被盘状主体包围；以及

c)在一个或多个联接区域处形成至少一个加强特征，其方式为使得该至少一个加强特征沿轴向方向从盘状主体延伸，并且至少部分地周向包围联接区域。

调节环在此可以具有所有上述设计方案。借助处于一个或多个联接区域的该至少一个加强特征，可以在联接区域与相应的叶片杆进行联接时减小可能在通过调节环调节叶片杆时所产生的表面压力。换言之，由于该至少一个加强特征，可以增大叶片杆与调节环、尤其联接区域之间的接触表面。在此，可以实现减小叶片杆与联接区域之间的磨损。尤其可以减小调节环处和/或调节杆处的磨损。因此，通过设置该至少一个加强特征，可以改善调节环和包括调节环的可变截面涡轮的稳健性。此外，可以以如下方式提高调节环的稳健性：每个联接区域完全被盘状主体包围。此外，由此可以将多个功能整合到调节环中：例如在周向方向上调节叶片杆，提供第一止挡部和/或第二止挡部以调节可变截面涡轮，和/或在可变截面涡轮中对调节环进行径向支承。此外，通过将功能整合到调节环中，可以省去可变截面涡轮的另外的部件并且因此降低成本。

在设计方案中，在一个或多个联接区域处形成至少一个加强特征可以包括：使联接区域的至少一个区段成型，其方式为使得该区段沿轴向方向从盘状主体延伸并且至少部分地周向包围联接区域。成型尤其可以包括深拉。通过成型工艺可以在各个联接区域中提供对材料的挤压，这可以实现材料硬化、尤其冷作硬化，并且因此可以提升耐磨损性和/或稳健性。

在设计方案中，在一个或多个联接区域处形成该至少一个加强特征可以包括：对该至少一个已成型区段进行磨削，使得该至少一个已成型区段构成第三侧面，该第三侧面与盘状主体的第一侧面或第二侧面大体上平行。

在设计方案中，该方法还可以包括对调节环进行热处理。借助热处理可以消除调节环中的应力。

在设计方案中，该方法还可以包括对调节环、尤其该多个联接区域和/或该至少一个加强特征和/或盘状主体进行镦锻。由此可以实现相应区域的材料压实、尤其冷作硬化。此外，可以提供强度和/或稳健性更高的调节环或相应区域。

附图说明

图1示出具有涡轮机和压缩机的示例性增压设备的等距视图；

图2示出具有本实用新型调节环的涡轮机的截面视图；

图3A、图3B示出VTG和本实用新型调节环的立体视图和分解视图；

图4示出图2的涡轮机的更详细的截面视图；

图5示出根据第一设计方案的本实用新型调节环的正视图；

图6A、图6B示出具有本实用新型调节环的VTG的立体视图和详细截面视图；

图7示出根据第二设计方案的本实用新型调节环的正视图；

图8A、图8B示出具有至少一个加强特征的不同布置的本实用新型调节环的截面视图。

具体实施方式

在本申请的上下文中，表述“轴向”和“轴向方向”与轴30或涡轮机叶轮12的转动轴线X相关，与涡轮机10、可变截面涡轮100和/或调节环200的转动轴线相关。参照附图(例如参见图1至图8B)，轴向方向以附图标记22示出。径向方向24在此与轴向方向22相关。同样，周边或者周向方向26在此与轴向方向22相关。方向22和24彼此正交地延伸。

图1示出了示例性的增压设备1。原则上，增压设备1可以被用于内燃发动机或燃料电池，和/或可以是对应地设计或设定尺寸的。

如在图1中展示的，增压设备1包括涡轮机10、支承壳体40、压缩机50和致动装置60。增压设备1在此可以是涡轮增压器。在设计方案中，增压设备1还可以被设计为电动涡轮增压器(在附图中未展示)。涡轮机10包括其中布置有涡轮机叶轮12的涡轮机壳体11。涡轮机10尤其可以是径流式涡轮机。涡轮机壳体11限定供应通道13和排出通道14。供应通道13还可以被称为涡轮机壳体螺旋体

涡轮机叶轮12布置在供应通道13与排出通道14之间。涡轮机10还包括涡轮机后壁16，该涡轮机后壁在支承壳体侧与涡轮机壳体11相联接。如在图2和图4中可以看出的，涡轮机后壁16可以被设计为支承壳体40的一部分。参考图1，增压设备1还包括具有转动轴线X的轴30，该轴与涡轮机叶轮12可旋转地相联接。轴30可旋转地支承在支承壳体40中。在此，轴向方向22相对于转动轴线X而限定。如图1所示，压缩机50包括其中布置有压缩机叶轮52的压缩机壳体51。支承壳体40与涡轮机壳体11相联接(或连接)。支承壳体40与压缩机壳体51相联接(或连接)。压缩机叶轮52在轴30的与涡轮机叶轮12相反的端部与轴30不可相对旋转地相联接。如在图1中示出的，涡轮机10包括具有本实用新型调节环100的可变截面涡轮(VTG)100，在更下文中将详细阐述该可变截面涡轮。

除了可变截面涡轮100，涡轮机10(未在附图中示出)可以包括呈废气门阀瓣WG形式的功率调节装置，该废气门阀瓣被设置成用于根据需要封闭和打开涡轮机10的废气门。在此，废气门阀瓣WG可以经由杆和/或调控拉杆连接到致动装置60。

在设计方案中，增压设备1还可以包括电动马达(未在附图中示出)，该电动马达可以布置在支承壳体40中的马达空间中。在此，涡轮机叶轮12和/或压缩机叶轮62可以经由轴30与电动马达相联接。电动马达可以具有转子和定子，尤其其中转子可以布置在轴30上，并且其中定子包围转子。此外，可以在支承壳体40中的容纳空间中布置功率电子电路，以用于控制电动马达。电动马达还可以包括发电机模式。

图2示出了具有可变截面涡轮100和本实用新型调节环200的涡轮机10的截面视图。图3A和图3B示出了VTG和本实用新型调节环200的立体视图和分解视图。图4示出图2的涡轮机的更详细的截面视图。可变截面涡轮100被设置成用于改变到涡轮机叶轮12的入流。可变截面涡轮100布置在涡轮机叶轮12的径向之外，尤其其中可变截面涡轮100周向地包围涡轮机叶轮12。在此，可变截面涡轮100可以被设置成装配在涡轮机壳体11中的涡形装置。可变截面涡轮100尤其可以作为涡形装置来预装配并且经由在周向方向26上均匀间隔开的至少三个销来装配在涡轮机壳体后壁16、尤其支承壳体40上。

如在图2至图4中示出的，可变截面涡轮100包括叶片轴承环100。此外，可变截面涡轮100包括多个可调节的导向叶片120。导向叶片120可以在第一位置、尤其是第一端部位置与第二位置、尤其是第二端部位置之间进行调节。在第一位置与第二位置之间可以设定多个中间位置。第一位置与可变截面涡轮100的最大打开位置相对应。第二位置与可变截面涡轮100的最小打开位置相对应。由此，来自供应通道13的流体流可以可变地经过流动通道(即，布置有导向叶片120的地方)被引导到涡轮机叶轮12。在相邻的导向叶片120之间形成喷嘴截面(还被称为中间通道)，这些喷嘴截面根据导向叶片120的瞬时位置不同而更大或更小并且相对应地给支承在转动轴线R上的涡轮机叶轮12加载以内燃发动机或燃料电池的或多或少的流体(例如排气)，以便经由涡轮机叶轮12来驱动安置于同一轴30上的压缩机叶轮52。导向叶片120各自具有流入边缘和流出边缘。在流入边缘与流出边缘之间，导向叶片120各自具有叶片长度。叶片长度可以被理解为流入边缘与流出边缘之间的距离。流入边缘可以被理解为导向叶片的与叶片轴线相距最大距离的流入区域。流出边缘可以被理解为导向叶片的与叶片轴线相距最大距离的流出区域。换言之，从沿着导向叶片的流动方向看，流出边缘位于流入边缘的下游。导向叶片120的位置还可以被称为定位或运行位置或运行定位。因此，在涡轮机10运行期间，导向叶片120的每个可能的位置都在通路/流动截面最大(即最大程度打开)时的第一位置与在通路/流动截面最小(即最小程度打开或最大程度关闭)时的第二位置之间。每个“可能的位置”可以被理解为在运行中所可能提供的那些位置。对于本领域技术人员所已知的是，运行定位在涡轮机10运行期间是可变地并自动地变化。

为了控制导向叶片120的运动或位置，可以设置有致动装置60，该致动装置可以是任意形成的，例如是电子的或气动的方式形成的，仅举几个较少的示例。致动装置60可以是执行器。在图1的示例中，致动装置60以气动的方式形成有控制壳体(例如加压罐)和推杆机构，该推杆机构将控制壳体的运动经由一个或多个中间元件、尤其是经由调节轴组件传递至可变截面涡轮100或导向叶片120。

如同样在图2至图4中示出的，可变截面涡轮100包括调节环200。该多个可调节的导向叶片120在此借助调节环200在周向方向26上的运动而可以在第一位置与第二位置之间进行调节。致动装置60尤其与调节环200操作性联接并且被设计成使调节环200沿周向方向26运动。致动装置60经由一个或多个杆和/或调控拉杆与调节环200相联接。该多个导向叶片120各自经由叶片轴130可旋转地支承在叶片轴承环110中。换言之，导向叶片120转动地支承在叶片轴承环120中并且能够经由调节环200来使这些导向叶片转动或对其进行调节。可调节的导向叶片120尤其经由叶片轴130以在周向方向26上均匀分布的方式可旋转地支承在叶片轴承环110中。在此，叶片轴130沿轴向方向22延伸，即平行于转动轴线R延伸。替代性地，导向叶片120沿相应的叶片轴线转动地支承在叶片轴承环110中。可以设置奇数个导向叶片120。可以设置多于八个的导向叶片、尤其多于十个的导向叶片、优选多于12个的导向叶片。在其他设计方案中，可以设置偶数个导向叶片120。

该多个可调节的导向叶片120中的各个导向叶片120各自与一个叶片杆140不可相对旋转地相连接。各个叶片杆140至少部分地各自接纳在调节环200的一个联接区域220中，以用于调节相应的导向叶片120。换言之，叶片杆140与调节环200操作性地相联接。在调节环200在周向方向26上转动时，可以调节导向叶片120。在更下文中将详细阐述调节环200与导向叶片120之间的精确联接。导向叶片120各自在叶片轴130的第一端部处与叶片轴130不可相对旋转地相连接。叶片杆140在叶片轴130的与第一端部相反的第二端部处与叶片轴130相连接。在设计方案中，相应的导向叶片120可以与叶片轴130一体式地形成。各个叶片杆140均可以具有从叶片轴130径向延伸的径向叶片杆区段141。此外，各个叶片杆140均可以具有从径向叶片杆区段141轴向朝调节环200延伸的轴向叶片杆区段142。轴向叶片杆区段142尤其可以在轴向上至少部分地延伸到相应的联接区域220中。在此，轴向叶片杆区段142可以从径向叶片杆区段141与叶片轴130大致平行地延伸。如在附图中示出的，叶片杆140和导向叶片120可以布置在叶片轴承环110的相反侧。

如在图2至图4中示出的，可变截面涡轮100可以包括盖盘150，该盖盘与叶片轴承环110平行地布置。该多个可调节的导向叶片120可以布置在盖盘150与叶片轴承环110之间。然而替代性地也可以不设置盖盘150。可变截面涡轮100还可以包括多个间隔元件160，这些间隔元件以沿周向方向26分布的方式布置在叶片轴承环110上，使得这些间隔元件限定叶片轴承环110距盖盘150的轴向间距161(参见图2、图3A和图3B)。该多个间隔元件160尤其可以包括至少三个间隔元件160。在设计方案中，还可以不设置盖盘150，并且该多个间隔元件160可以限定涡轮机壳体11中距与叶片轴承环110轴向相反的区段的轴向间距161。通过间隔元件160可以确保用于调节导向叶片120的最小游隙。

如在图2和图4指出的，可变截面涡轮100还可以包括预导向格栅170，该预导向格栅在周向上包围叶片轴承环110和/或该多个可调节的导向叶片120。预导向格栅170可以具有多个固定的预导向叶片171。固定的预导向叶片171可以各自布置在两个相邻的可调节的导向叶片120之间，尤其是布置在可变截面涡轮100的外周内。固定的预导向叶片171在此设置有固定的偏角。换言之，预导向叶片171是无法转动或无法进行调节的。预导向格栅170还可以代替间隔元件160，并且确保叶片轴承环110与盖盘150(或涡轮机壳体12的某个区段)之间的轴向间距161。通过预导向格栅170可以提供针对导向叶片120和/或涡轮机叶轮12的更好的流入。

如上文已经描述的，可变截面涡轮100具有调节环200。图5至图8B示出了本实用新型调节环200的不同的设计方案。如在附图中示出的，调节环200包括盘状主体210和在盘状主体210中形成的多个联接区域220。调节环200、尤其盘状主体210可以具有内直径d1和外直径d2。换言之，盘状主体210可以被设计为环形的。联接区域220在周向方向26上间隔开(参见图5)。各个联接区域220被设计成至少部分地接纳叶片杆140，以用于调节可变截面涡轮100的导向叶片120。如在图4、图6A和图6B中示出，各个叶片杆140至少部分地各自接纳在一个联接区域220中，以用于调整相应的导向叶片120。换言之，相应的叶片杆140各自与一个联接区域220处于接合，因此在调节环200运动、尤其是沿周向方向26运动时，可以将该运动传递至叶片杆140并且因此传递至可调节的导向叶片120。尤其，调节环200在周向方向26上的转动促使相应的导向叶片120围绕其相应的叶片轴线转动，并且尤其促使相应的导向叶片120在第一位置与第二位置之间进行调节。在示出的设计方案中，“部分地接纳”意味着，相应的叶片杆140尤其沿轴向方向22延伸到相应的联接区域220中，其方式为使得可以在调节环200沿周向方向26运动时进行调节环200与叶片杆140之间的力传递。

各个联接区域220完全被盘状主体210包围(例如参见图5)。换言之，各个联接区域220具有环绕的壁221，该环绕的壁包围相应的联接区域220。相应的联接区域220尤其延伸沿轴向方向22在调节环200中延伸。在此，相应环绕的壁221由盘状主体210在各个联接区域220的区域中来进行限定。如在图6A和图6B中可以看出的，盘状主体210在一个或多个联接区域220处具有至少一个加强特征230，该至少一个加强特征从盘状主体210沿轴向方向22延伸，并且至少部分在周向上包围联接区域220。借助在一个或多个联接区域220处的该至少一个加强特征230，可以在联接区域220与相应的叶片杆140联接时减小如下表面压力，即该表面压力可能是在通过调节环200调节叶片杆140时尤其在沿周向方向26相对于叶片轴承环110运动时所产生的。换言之，由于一个或多个联接区域220处的该至少一个加强特征230，可以增大叶片杆140与调节环200之间、尤其是在联接区域220中的接触表面。在此，可以实现减小叶片杆140与联接区域220之间的磨损。尤其可以减小调节环200处和/或调节杆140处的磨损。因此，通过设置该至少一个加强特征230，可以改善调节环200和包括调节环200的可变截面涡轮100的稳健性。此外，可以以如下方式提高调节环200的稳健性：各个联接区域220完全被盘状主体110包围。此外，由此可以将多个功能整合到调节环200中：例如在周向方向26上调节叶片杆140，提供针对第一位置的第一止挡部(参见上文)和/或针对第二位置的第二止挡部(参见上文)以调节可变截面涡轮100，以及在可变截面涡轮中对调节环200进行径向支承。此外，通过将功能整合到调节环200中，可以省去可变截面涡轮100的另外的部件并且因此降低成本。

例如在图3B中示出的，调节环200、尤其盘状主体210可以在多个联接区域220的各个联接区域220中具有该至少一个加强特征230。换言之，因此可以在各个联接区域220处减小表面压力或者增大接触表面。此外，调节环200可以被设计得更稳健且更稳定。如在图3B和图4至图8B中示出的，各个联接区域220可以被设计为盘状主体210中的穿通部。尤其，盘状主体210具有第一侧面211和第二侧面212。在此，盘状主体110中的每个穿通部可以尤其沿轴向方向22完全从第一侧面211延伸至第二侧面212。

如在图2至图8B的设计方案中示出的，该至少一个加强特征230可以与盘状主体210一体式地形成。在其他设计方案中，该至少一个加强特征230可以被设置为单独的构件并且与盘状主体210相连接。该至少一个加强特征230尤其可以与盘状主体110固定相连。该至少一个加强特征230例如可以以材料配合(例如通过焊接、钎焊和/或粘合)和/或形状配合和/或力配合的方式与盘状主体210相连接。如果该至少一个加强特征230以形状配合和/或力配合的方式与盘状主体210相连接，则该至少一个加强特征230也可以被设计为可更换的。在设计方案中，该至少一个加强特征230可以通过金属粉末注射成型(MIM)施加在盘状主体110上。

如在图2至图8B中示出的，该至少一个加强特征230可以被设计成凸缘状。“凸缘状”意味着，该至少一个加强特征230沿轴向方向22从盘状主体110延伸，并且至少部分地围绕(或包围)相应的联接区域。因此，该至少一个加强特征230可以被设计为围绕相应的联接区域220的附加的壁。

如上文已经描述的，各个联接区域220、尤其是各个穿通部具有环绕的壁221。尤其，盘状主体110在各个联接区域220的区域中构成环绕的壁221。换言之，各个联接区域220、尤其各个穿通部可以具有内周面(参见图5至图8B)。如在图5和图7至图8B中可以最佳看出的，环绕的壁221具有位于径向内部的壁区段222和位于径向外部的壁区段223，这些壁区段大体上切向地和/或沿周向方向26延伸。此外，环绕的壁221具有侧向第一壁区段224和侧向第二壁区段225，这些侧向壁区段大体上沿径向方向24延伸。当调节环200在周向方向26上相对于叶片轴承环110运动时，可以借助这两个侧向壁区段224、225来调节该多个导向叶片120。位于径向内部的壁区段222可以提供用于第一位置的第一止挡部，该第一位置与可变截面涡轮100的最大打开位置相对应。尤其可以在位于径向内部的壁区段222的第一子区域上提供第一止挡部。位于径向内部的壁区段222还可以提供用于第二位置的第二止挡部，该第二位置与可变截面涡轮100的最小打开位置相对应。尤其可以在位于径向内部的壁区段222的第二子区域上提供第二止挡部。更确切地说，在沿周向方向26调节调节环200时，从一定的(相对于转动轴线R在第一位置与第二位置之间测量的)调节角度(按顺时针或逆时针)开始，相应的叶片杆140可以在联接区域220中与位于内部的壁区段222产生接触。因此可以限制对多个导向叶片120在周向方向26上的进一步调节。例如在第一位置，第一子区域可以相对于转动轴线R布置在位于内部的壁区段222的右侧(例如参见图5)。在第一位置，叶片杆140可以从一定的调节角度开始与第一子区域产生接触，并且因此按顺时针阻止(或限制)对多个导向叶片120的进一步调节。例如在第二位置，第二子区域可以相对于转动轴线R布置在位于内部的壁区段222的左侧。在第二位置，叶片杆140可以从一定的调节角度开始与第二子区域产生接触，并且因此按逆时针阻止(或限制)进一步调节。上述特征在此涉及第一侧面211的俯视图，如在图5和图6A中所展示的。此外，通过叶片杆140的滚动(尤其是关于转动轴线R在轴向叶片杆区段142的外侧)可以在位于径向外部的壁区段223上对调节环200进行径向支承。换言之，因此可以在相应的轴向叶片杆区段142与相应的位于径向外部的壁区段223之间提供径向的滚动支承。例如在图4中可以看出，其中调节环200在联接区域220中在径向方向24上安置在叶片杆140上。可以经由叶片轴承环110进行对调节环200的轴向支承。叶片轴承环110尤其可以在背离该多个可调节的导向叶片120的一侧111具有支承部112，以轴向支承调节环200。调节环200主要可以布置在叶片轴承环110的径向之外(例如参见图4、图6A和图6B)。

根据图7的调节环200的设计方案，该至少一个加强特征230可以具有第一加强区段234和至少一个第二加强区段235。第一加强区段234可以包围侧向第一壁区段224。该至少一个第二加强区段235可以包围侧向第二壁区段225。尤其可能在这两个侧向壁区段224、225与叶片杆140之间、尤其在相应的联接区域220中产生磨损，因为在调节环200与叶片杆140之间大体上在此产生力传递。在图7的设计方案中，该至少一个加强特征230不包围位于径向内部的壁区段222和位于径向外部的壁区段223。然而，该至少一个加强特征230自然也可以包围位于径向内部的壁区段222和/或位于径向外部的壁区段223。例如在图5中示出的，在一个优选的设计方案中，该至少一个加强特征230可以完全包围联接区域220，尤其是包围具有该至少一个加强特征230的相应的联接区域220。如上文已经描述的，各个联接区域220可以具有该至少一个加强特征230。

在设计方案中，除了一个或数个或该多个联接区域220中的该至少一个加强特征230之外，还可以设置有表面涂层。在设计方案中，表面涂层可以设置在所有的联接区域220中。表面涂层尤其可以设置在该至少一个加强特征230的环绕的壁221和/或内表面(即，该至少一个加强特征230的邻近或朝向环绕的壁221的表面)上。在此可以在相应的联接区域中、尤其在该至少一个加强特征230的环绕的壁221和/或内表面中提供针对性的表面涂层和/或表面处理。由此可以改善叶片杆140与联接区域220之间的摩擦特性。尤其可以实现改善调节环200和叶片杆140的耐磨损性和/或稳健性。

如在图8A和图8B中示出的，该至少一个加强特征230可以从第一侧面211和/或第二侧面212延伸。图8A展示了根据图2至图6B的调节环200的设计方案的调节环200的截面图示。该至少一个加强特征230尤其可以在相应的联接区域220中从第一侧面211延伸。在此，第一侧面211设置在朝向叶片杆140的一侧。因此，在这个实施方式中，该至少一个加强特征230可以朝向叶片杆140、尤其朝向径向叶片杆区段141延伸。因此在可变截面涡轮100的装配状态下，该至少一个加强特征230可以朝向涡轮机后壁16延伸。在设计方案中，该至少一个加强特征230可以在相应的联接区域220中从第二侧面211延伸。第二侧面212尤其设置在背离叶片杆140的一侧。因此，在这个实施方式中，该至少一个加强特征230可以背离叶片杆140、尤其背离径向叶片杆区段141延伸。因此在可变截面涡轮100的装配状态下，该至少一个加强特征230可以背离涡轮机后壁16延伸，即在轴向方向22朝向该多个导向叶片120延伸。如在图8A中示出的，该至少一个加强特征230沿轴向方向22延伸直至达在轴向方向22上测得的轴向距离x2。该至少一个加强特征230尤其可以延伸至平面p1，该平面可以与第一侧面211或第二侧面212平行地布置。轴向距离x2可以在平面p1与第一侧面211或第二侧面212之间测得。调节环200的盘状主体210具有在轴向方向22上测得的主体厚度x1。在设计方案中，调节环200的主体厚度可以被设计成使得该主体厚度适用于对调节环200的精切。在设计方案中，主体厚度可以小于5mm。在设计方案中，轴向距离x2与主体厚度x1之比可以介于0.25至1.0之间，尤其介于0.40与0.70之间，优选地介于0.45与0.60之间。基于该比值，该至少一个加强特征230可以减小叶片杆140与调节环200之间的表面压力，并且提升调节环200、叶片杆140和/或可变截面涡轮100的稳健性。如在图8A中示出的，该至少一个加强特征230具有尤其在径向方向24上测得的最小宽度b1。最小宽度b1尤其可以在该至少一个加强特征230的内周与外周之间测得。最小宽度b1与主体厚度x1之比可以介于0.10与0.70之间，尤其介于0.15与0.50之间，优选地介于0.20与0.35之间。基于该比值，可以确保该至少一个加强特征230和调节环200的稳定性、稳健性和/或耐久性。该至少一个加强特征230可以在背离联接区域220的一侧与第一侧面211(在该至少一个加强特征230从第一侧面211延伸时)或第二侧面212(在该至少一个加强特征230从第二侧面212延伸时)之间被设计为修圆的。修圆部可以具有半径r1。基于半径r1，可以减小或避免应力峰值。该至少一个加强特征230尤其可以具有第三侧面233，尤其其中第三侧面233可以大体上平行于第一侧面211(在该至少一个加强特征230从第一侧面211延伸时)延伸和/或平行于第二侧面212(在该至少一个加强特征230从第一侧面211延伸时)延伸。平面p1尤其可以限定在第三侧面233上。修圆部可以设置在第三侧面233与第一侧面211和/或第二侧面212之间。

如在图8B中示出的，因此还可以提供上述特征的组合，尤其其中该至少一个加强特征230从第一侧面211和第二侧面212延伸。这可以使接触表面进一步增大并且减小表面压力。此外，可以因此改善调节环200的稳健性和/或稳定性，并且可以减小叶片杆140与联接区域220、尤其与盘状主体210之间的磨损。更确切地说，该至少一个加强特征230可以包括第一加强特征231和第二加强特征232(参见图8)。第一加强特征231可以从第一侧面211延伸，并且第二加强特征232可以从第二侧面212延伸。轴向距离x2可以是第一轴向距离。在设计方案中，第一加强特征231可以延伸直至达第一轴向距离x2，并且第二加强特征232可以延伸直至达第二轴向距离x3。在此，第二轴向距离x2可以在轴向方向22上测得。最小宽度b1可以是第一最小宽度。在设计方案中，第一加强特征231可以延伸直至达第一最小宽度b1，并且第二加强特征232可以延伸直至达第二最小宽度b2。第二最小宽度b2可以在径向方向24上测得。第二最小宽度b2尤其可以在第二加强特征232的内周与外周之间测得。在设计方案中，第一轴向距离x2可以与第二轴向距离x3一样大。在其他设计方案中，第一轴向距离x2可以大于或小于第二轴向距离x3。在设计方案中，第一最小宽度b1可以与第二最小宽度b2一样大。在其他设计方案中，第一最小宽度b1可以大于或小于第二最小宽度b2。加强区段234、235(如上所述)也可以延伸直至达相应的轴向距离x2、x3，这些轴向距离可以一样大或者可以不一样大。加强区段234、235还可以各自具有最小宽度b1、b2，这些最小宽度可以一样大或可以不一样大。

如在图5和图6A中可以看出的，盘状主体210在每个联接位置220的区域中具有径向外接片213和径向内接片214。在此，径向外接片213可以限定第一接片宽度s1。径向内接片214可以限定第二接片宽度s2。第一接片宽度和第二接片宽度s1、s2可以各自在径向方向24上测得。第一接片宽度和第二接片宽度s1、s2可以一样大或不一样大。当该至少一个加强特征230设置在相应的联接区域220、尤其穿通部与外直径d2之间时，第一接片宽度s1可以在径向方向24上、在该至少一个加强特征230与外直径d2之间测得。当该至少一个加强特征230设置在联接区域220、尤其通道与内直径d1之间时，第二接片宽度s2可以在径向方向24上、在该至少一个加强特征230与内直径d2之间测得。当在位于径向外部的壁区段223和/或位于径向内部的壁区段222上没有设置有该至少一个加强特征230时，第一接片宽度s1可以在联接区域220、尤其是位于径向外部的壁区段223与外直径d2之间测得，和/或第二接片宽度s2可以在联接区域220、尤其位于径向内部的壁区段222与内直径d1之间测得。第一接片宽度s1和/或第二接片宽度s2与主体厚度x1之比可以介于0.15与0.60之间，尤其介于0.20与0.50之间，优选地介于0.25与0.35之间。由此可以提供盘状主体210、尤其调节环200的稳健性、稳定性和/或耐久性。

例如在图2和图4中示出，涡轮机10可以包括张紧器件300，该张紧器件在轴向方向22上布置在可变截面涡轮100、尤其叶片轴承环110与涡轮机后壁16之间。张紧器件300可以被设计成尤其在轴向方向22上将可变截面涡轮100张紧到涡轮机壳体11上。张紧器件300可以被设计为盘式弹簧。张紧器件300具有径向外端部和径向内端部。张紧器件300可以在其径向外端部处贴靠叶片轴承环110，并且在其径向内端部处贴靠涡轮机后壁16。此外，涡轮机10可以包括隔热罩400。通过隔热罩400可以减少从涡轮机10到支承壳体40和/或到压缩机50的热传递。隔热罩100可以在轴向方向22上布置在涡轮机叶轮12与支承壳体40之间，尤其布置在可变截面涡轮100与支承壳体40之间。更特别地，隔热罩400可以夹紧在张紧器件300与叶片轴承环110之间。隔热罩400尤其可以夹紧在叶片轴承环110与张紧器件300的径向外端部之间。张紧器件300可以经由隔热罩400以间接接触方式贴靠叶片轴承环110。在此，张紧器件300可以与支承壳体40形成线接触，并且与隔热罩400、尤其在其径向外端部处形成面接触。然而，在替代性的设计方案中，张紧器件300还可以以直接接触方式贴靠叶片轴承环110。借助间隔元件160和/或预导向格栅170可以将由张紧器件300产生的预紧力从叶片轴承环110轴向传递至涡轮机壳体11或传递至盖盘150(如果其存在的话)。

根据本实用新型的另一方面，一种用于制造可变截面涡轮100用的调节环200的方法包括以下步骤：

a)提供盘状主体210；

b)在盘状主体210中形成多个联接区域220，其方式为使得联接区域220在周向方向26上间隔开，并且各个联接区域220被设计成至少部分地接纳叶片杆140，该叶片杆用于调节可变截面涡轮100的导向叶片120，并且各个联接区域220完全被盘状主体210包围；

c)在一个或多个联接区域220处形成至少一个加强特征230，其方式为使得该至少一个加强特征230沿轴向方向22从盘状主体210延伸，并且至少部分地完全包围联接区域220。

在此，通过该方法制造的调节环200可以具有所有上述设计方案。借助在一个或多个联接区域220处的该至少一个加强特征230，可以在联接区域220与相应的叶片杆140联接时减小可能在通过调节环200调节叶片杆140时所产生的表面压力。换言之，由于该至少一个加强特征230，可以增大叶片杆140与调节环200、尤其联接区域220之间的接触表面。在此，可以实现减小叶片杆140与联接区域220之间的磨损。尤其可以减小调节环200处和/或调节杆140处的磨损。因此，通过设置该至少一个加强特征230，可以改善调节环200和包括调节环200的可变截面涡轮100的稳健性。此外，可以以如下方式提高调节环200的稳健性：各个联接区域完全被盘状主体210包围。此外，由此可以将多个功能整合到调节环200中：例如在周向方向26上调节叶片杆140，提供第一止挡部和/或第二止挡部以调节可变截面涡轮，和/或在可变截面涡轮100中对调节环200进行径向支承。此外，通过将功能整合到调节环200中，可以省去可变截面涡轮100的另外的部件并且因此降低成本。

该至少一个加强特征230可以通过成型工艺提供。在设计方案中，在一个或多个联接区域220处形成至少一个加强特征230可以包括：使联接区域220的至少一个区段成型，其方式为使得该区段沿轴向方向22从盘状主体210延伸并且至少部分地周向包围联接区域220。成型尤其可以包括深拉。通过成型工艺可以在相应的联接区域220中提供对材料的挤压，这可以实现材料硬化、尤其冷作硬化，并且因此可以提升调节环200的耐磨损性和/或稳健性。尤其可以在各个联接区域220的区域、尤其是环绕的壁221中实现相对于调节环200的基本材料的由于制造而提高的强度、和/或高表面品质。这尤其可以通过成型工艺和/或表面涂层来提供。由此在调节环200运行时可以在调节环200与叶片杆140之间减小摩擦和/或磨损。此外，可以通过成型工艺减少对相应的联接区域220和/或该至少一个加强特征230的后续加工(例如磨削)，这进而可以实现降低成本。可以通过在盘状主体210中进行冲裁来提供联接区域220。这可以如下设计方案中提供，即这些设计方案中所具有的直径和构型与相应的联接区域220最终具有的直径或构型相比更小。由此，在相应的联接区域220中额外存在的材料可以随后成型，以用于提供该至少一个加强特征230。在其他设计方案中，该至少一个加强特征还可以通过切割、尤其冲压或精切来提供。在设计方案中，该至少一个加强特征230还可以通过成型制造方法、例如铸造方法形成。在设计方案中，该至少一个加强特征230可以通过金属粉末注射成型(MIM)在盘状主体210上提供。

在设计方案中，在一个或多个联接区域220处形成至少一个加强特征230包括：对该至少一个已成型区段进行磨削，其方式为使得该区段构成第三侧面233。在此，第三侧面233可以与盘状主体210的第一侧面211或第二侧面212大体上平行。

在设计方案中，该方法还可以包括对调节环200进行热处理。借助热处理可以消除调节环210、尤其盘状主体210和/或该至少一个加强特征230中的应力。

在设计方案中，该方法还可以包括对调节环200、尤其该多个联接区域220和/或该至少一个加强特征230和/或盘状主体210进行镦锻。由此可以实现相应区域的材料硬化或压实和/或冷作硬化。此外可以提供强度和/或稳健性更高的调节环220或相应区域。此外，该方法可以包括对相应的联接区域220中的表面进行涂覆。在设计方案中，表面涂层可以设置在所有的联接区域220中。表面涂层尤其可以设置在该至少一个加强特征230的环绕的壁221和/或内表面(即，该至少一个加强特征230的邻近或朝向环绕的壁221的表面或侧面)上。在此可以在相应的联接区域中、尤其在该至少一个加强特征230的环绕的壁221和/或内表面中提供针对性的表面涂层和/或表面处理。由此可以改善叶片杆140与联接区域220之间的摩擦特性。尤其可以实现改善调节环200和叶片杆140的耐磨损性和/或稳健性。

虽然在上文描述了且在所附权利要求书中限定了本实用新型，但应该理解的是，本实用新型还能够替代性地根据如下实施方式来限定：

1.一种用于可变截面涡轮(100)的调节环(200)，所述调节环包括：

盘状主体(210)，以及

在所述盘状主体(210)中形成的多个联接区域(220)，

其中所述联接区域(220)在周向方向(26)上间隔开，并且

其中每个联接区域(220)被设计成至少部分地接纳叶片杆(140)，该叶片杆用于调节可变截面涡轮(100)的导向叶片(120)，

其特征在于，每个联接区域(220)完全被所述盘状主体(210)包围，并且

所述盘状主体(210)在一个或多个联接区域(220)处具有至少一个加强特征(230)，所述至少一个加强特征从所述盘状主体(210)沿轴向方向(22)延伸并且至少部分地周向包围所述联接区域(220)。

2.根据实施方式1所述的调节环(200)，其特征在于，所述盘状主体(210)在所述多个联接区域(220)的每个联接区域(220)处具有所述至少一个加强特征(230)。

3.根据实施方式1或实施方式2所述的调节环(200)，其特征在于，每个联接区域(220)被设计为所述盘状主体(210)中的穿通部。

4.根据前述实施方式中任一项所述的调节环(200)，其特征在于，所述至少一个加强特征(230)与所述盘状主体(210)一体式地形成。

5.根据前述实施方式中任一项所述的调节环(200)，其特征在于，所述至少一个加强特征(230)被设计成凸缘状。

6.根据实施方式3至5中任一项所述的调节环(200)，其特征在于，各个联接区域(220)、尤其是各个穿通部具有环绕的壁(221)。

7.根据实施方式6所述的调节环(200)，其特征在于，所述环绕的壁(221)具有位于径向内部的壁区段(222)和位于径向外部的壁区段(223)，这些壁区段大体上切向地和/或沿周向方向(26)延伸，并且所述环绕的壁(221)具有大体上沿径向方向(24)延伸的侧向第一壁区段(224)和侧向第二壁区段(225)。

8.根据实施方式7所述的调节环，其特征在于，所述至少一个加强特征(230)具有第一加强区段(234)和至少一个第二加强区段(235)，其中所述第一加强区段(234)包围所述侧向第一壁区段(224)，并且其中所述至少一个第二加强区段(235)包围所述侧向第二壁区段(225)。

9.根据前述实施方式中任一项所述的调节环(200)，其特征在于，所述至少一个加强特征(230)完全包围所述联接区域(220)。

10.根据前述实施方式中任一项所述的调节环(200)，其特征在于，所述盘状主体(210)具有第一侧面(211)和第二侧面(212)。

11.根据实施方式10所述的调节环(200)，其特征在于，所述至少一个加强特征(230)从所述第一侧面(211)和/或所述第二侧面(212)延伸。

12.根据实施方式10或实施方式11所述的调节环(200)，其特征在于，所述至少一个加强特征(230)包括第一加强特征(231)和第二加强特征(232)，其中所述第一加强特征(231)从所述第一侧面(211)延伸，并且其中所述第二加强特征(232)从所述第二侧面(212)延伸。

13.根据前述实施方式中任一项所述的调节环(200)，其特征在于，所述至少一个加强特征(230)沿轴向方向(22)延伸直至达轴向距离(x2)，并且所述盘状主体(210)具有在轴向方向(22)上测得的主体厚度(x1)。

14.根据实施方式13所述的调节环(200)，其特征在于，所述轴向距离(x2)与所述主体厚度(x1)之比介于0.25至1.0之间，尤其介于0.40与0.70之间，优选地介于0.45与0.60之间。

15.根据实施方式13或实施方式14所述的调节环(200)，其特征在于，所述至少一个加强特征(230)具有在径向方向(24)上测得的最小宽度(b1)，其中所述最小宽度(b1)与所述主体厚度(x1)之比介于0.10与0.70之间，尤其介于0.15与0.50之间，优选地介于0.20与0.35之间。

16.根据前述实施方式中任一项所述的调节环(200)，其特征在于，所述至少一个加强特征(230)在背离所述联接区域(220)的一侧被设计为朝向所述第一侧面(211)和/或所述第二侧面(212)是修圆的，尤其其中所述修圆部具有半径(r1)。

17.根据前述实施方式中任一项所述的调节环(200)，其特征在于，所述盘状主体(210)在每个联接位置(220)的区域中具有径向外接片(213)和径向内接片(214)，尤其其中所述径向外接片(213)限定第一接片宽度(s1)，并且所述径向内接片(214)限定第二接片宽度(s2)。

18.根据实施方式17所述的调节环(200)，其特征在于，所述第一接片宽度(s1)和/或所述第二接片宽度(s2)与所述主体厚度(x1)之比介于0.15与0.60之间，尤其介于0.20与0.50之间，优选地介于0.25与0.35之间。

19.一种用于涡轮机(10)的可变截面涡轮(100)，所述可变截面涡轮包括：

叶片轴承环(110)；

多个可调节的导向叶片(120)，所述导向叶片各自经由叶片轴(130)可旋转地支承在所述叶片轴承环(110)中；以及

根据前述实施方式中任一项所述的调节环(200)，

其中所述多个可调节的导向叶片(120)中的每个导向叶片(120)各自与一个叶片杆(140)不可相对旋转地相连接，并且其中每个叶片杆(140)至少部分地各自被接纳在一个联接区域(220)中，以用于调节相应的导向叶片(120)。

20.根据实施方式19所述的可变截面涡轮(100)，其特征在于，所述导向叶片(120)在所述叶片轴(130)的第一端部处与所述叶片轴(130)不可相对旋转地相连接，并且所述叶片杆(140)在所述叶片轴(130)的与所述第一端部相反的第二端部处与所述叶片轴(130)相连接。

21.根据实施方式19或实施方式20所述的可变截面涡轮(100)，其特征在于，每个叶片杆(140)具有从所述叶片轴(130)径向延伸的径向叶片杆区段(141)、以及从所述径向叶片杆区段(141)朝向所述调节环(200)轴向延伸的轴向叶片杆区段(142)，尤其其中所述轴向叶片杆区段(142)在轴向上至少部分地延伸到相应的联接区域(220)中。

22.根据实施方式19至21中任一项所述的可变截面涡轮(100)，所述可变截面涡轮还包括盖盘(150)，所述盖盘与所述叶片轴承环(110)平行地布置，其中所述多个可调节的导向叶片(120)布置在所述盖盘(150)与所述叶片轴承环(110)之间。

23.根据实施方式19至22中任一项所述的可变截面涡轮(100)，其特征在于，所述可调节的导向叶片(120)经由所述叶片轴(130)以在周向方向(26)上均匀分布的方式可旋转地支承在所述叶片轴承环(110)中。

24.根据实施方式22或实施方式23所述的可变截面涡轮(100)，所述可变截面涡轮还包括多个间隔元件(160)，所述间隔元件以沿周向方向(26)分布的方式布置在所述叶片轴承环(110)上，使得所述间隔元件限定所述叶片轴承环(110)距所述盖盘(150)的轴向间距(161)，尤其其中所述多个间隔元件(160)包括至少三个间隔元件(160)。

25.根据实施方式19至24中任一项所述的可变截面涡轮(100)，其特征在于，所述调节环(200)主要布置在所述叶片轴承环(110)的径向之外。

26.根据实施方式19至25中任一项所述的可变截面涡轮(100)，其特征在于，所述叶片轴承环(110)在背离所述多个可调节的导向叶片(120)的一侧(111)具有支承部(112)，以轴向支承所述调节环(200)。

27.根据实施方式19至26中任一项所述的可变截面涡轮(100)，其特征在于，尤其借助所述调节环(200)在周向方向(26)上的运动，所述多个可调节的导向叶片(120)能够在与所述可变截面涡轮(100)的最大打开位置相对应的第一位置和与所述可变截面涡轮(100)的最小打开位置相对应的第二位置之间进行调节。

28.一种用于增压设备(1)的涡轮机(10)，所述涡轮机包括：

涡轮机壳体(11)，所述涡轮机壳体限定供应通道(13)和排出通道(14)；

涡轮机叶轮(12)，所述涡轮机叶轮在所述涡轮机壳体(11)中布置在所述供应通道(13)与所述排出通道(14)之间；以及

根据实施方式19至27中任一项所述的可变截面涡轮(100)；其中所述可变截面涡轮(100)布置在所述涡轮机叶轮(12)的径向之外。

29.根据实施方式28所述的涡轮机(10)，所述涡轮机还包括致动装置(60)，所述致动装置与所述调节环(200)操作性地联接并且被设计成用于使所述调节环(200)沿周向方向(26)运动，尤其其中所述致动装置(60)经由一个或多个杆和/或调控拉杆与所述调节环(200)相联接。

30.根据实施方式28或实施方式29所述的涡轮机(10)，其特征在于，所述涡轮机(10)是径流式涡轮机。

31.根据实施方式28至30中任一项所述的涡轮机(10)，所述涡轮机还包括张紧器件(300)，其中所述张紧器件(300)在轴向方向(22)上布置在所述可变截面涡轮(10)、尤其所述叶片轴承环(110)与涡轮机后壁(16)之间，尤其其中所述张紧器件(300)被设计成将所述可变截面涡轮(100)张紧到所述涡轮机壳体(11)上。

32.根据实施方式31所述的涡轮机(10)，其特征在于，所述张紧器件(300)在径向外端部处贴靠所述叶片轴承环(110)并且在径向内端部处贴靠所述涡轮机后壁(16)。

33.根据实施方式31或实施方式32所述的涡轮机(10)，其特征在于，在所述张紧器件(300)与所述叶片轴承环(110)之间夹紧有隔热罩(400)。

34.根据实施方式31至33中任一项所述的涡轮机(10)，其特征在于，所述涡轮机后壁(16)被设计为支承壳体(40)的一部分。

35.一种用于内燃发动机或燃料电池的增压设备(1)，所述增压设备包括：

支承壳体(40)；

轴(30)，所述轴可旋转地支承在所述支承壳体(40)中；

具有压缩机叶轮(52)的压缩机(50)；以及

根据实施方式28至34中任一项所述的涡轮机(10)，其中所述涡轮机叶轮(12)和所述压缩机叶轮(52)在所述轴(30)的相反端部处与所述轴(30)不可相对旋转地联接。

36.根据实施方式35所述的增压设备(1)，其特征在于，所述压缩机(50)包括压缩机壳体(51)，所述压缩机叶轮(52)布置在所述压缩机壳体中，其中所述支承壳体(40)与所述涡轮机壳体(11)和所述压缩机壳体(52)相连接。

37.根据实施方式35或实施方式36所述的增压设备(1)，所述增压设备还包括电动马达，所述电动马达布置在所述支承壳体(40)中的马达空间中，其中所述涡轮机叶轮(12)和/或所述压缩机叶轮(52)经由所述轴(30)与所述电动马达相联接。

38.一种用于制造可变截面涡轮(100)用的调节环(200)的方法，所述方法包括如下步骤：

a)提供盘状主体(210)；

b)在所述盘状主体(210)中形成多个联接区域(220)，其方式为使得所述联接区域(220)在周向方向(26)上间隔开，并且每个联接区域(220)被设计成至少部分地接纳叶片杆(140)，该叶片杆用于调节可变截面涡轮(100)的导向叶片(120)，并且每个联接区域(220)完全被所述盘状主体(210)包围；

c)在一个或多个联接区域(220)处形成至少一个加强特征(230)，其方式为使得所述至少一个加强特征(230)从所述盘状主体(210)沿轴向方向(22)延伸并且至少部分地周向包围所述联接区域(220)。

39.根据实施方式38所述的方法，其特征在于，在一个或多个联接区域(220)处形成至少一个加强特征(230)包括：

使所述联接区域(220)的至少一个区段成型，其方式为使得所述区段从所述盘状主体(210)沿轴向方向(22)延伸并且至少部分地周向包围所述联接区域(220)，尤其其中成型包括深拉。

40.根据实施方式39所述的方法，其特征在于，在一个或多个联接区域(220)处形成至少一个加强特征(230)包括：

对所述至少一个已成型区段进行磨削，其方式为使得所述至少一个已成型区段构成第三侧面(233)，所述第三侧面与所述盘状主体(210)的第一侧面(211)或第二侧面(212)大体上平行。

41.根据实施方式38至40中任一项所述的方法，所述方法还包括对所述调节环(200)进行热处理。

42.根据实施方式38至41中任一项所述的方法，所述方法还包括对所述调节环(200)、尤其所述多个联接区域(220)和/或所述至少一个加强特征(230)和/或所述盘状主体(210)进行镦锻。

Claims (21)

1.一种用于可变截面涡轮的调节环，所述调节环包括：

盘状主体(210)，以及

在所述盘状主体(210)中形成的多个联接区域(220)，

所述联接区域(220)在周向方向(26)上间隔开，并且

每个联接区域(220)被设计成至少部分地接纳叶片杆(140)，该叶片杆用于调节可变截面涡轮(100)的导向叶片(120)，

其特征在于，每个联接区域(220)完全被所述盘状主体(210)包围，并且

所述盘状主体(210)在一个或多个联接区域(220)处具有至少一个加强特征(230)，所述至少一个加强特征从所述盘状主体(210)沿轴向方向(22)延伸并且至少部分地周向包围所述联接区域(220)。

2.根据权利要求1所述的调节环，其特征在于，所述盘状主体(210)在所述多个联接区域(220)的每个联接区域(220)处具有所述至少一个加强特征(230)。

3.根据权利要求1所述的调节环，其特征在于，每个联接区域(220)被设计为所述盘状主体(210)中的穿通部。

4.根据权利要求1所述的调节环，其特征在于，每个联接区域(220)具有环绕的壁(221)。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的调节环(200)，其特征在于，所述至少一个加强特征(230)与所述盘状主体(210)一体式地形成。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的调节环，其特征在于，所述至少一个加强特征(230)被设计成凸缘状。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的调节环，其特征在于，所述至少一个加强特征(230)完全包围所述联接区域(220)。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的调节环，其特征在于，所述盘状主体(210)具有第一侧面(211)和第二侧面(212)。

9.根据权利要求8所述的调节环，其特征在于，所述至少一个加强特征(230)从所述第一侧面(211)和/或所述第二侧面(212)延伸。

10.根据权利要求8所述的调节环，其特征在于，所述至少一个加强特征(230)包括第一加强特征(231)和第二加强特征(232)，所述第一加强特征(231)从所述第一侧面(211)延伸，并且所述第二加强特征(232)从所述第二侧面(212)延伸。

11.根据权利要求1至4中任一项所述的调节环，其特征在于，所述至少一个加强特征(230)沿轴向方向(22)延伸直至达轴向距离(x2)，并且所述盘状主体(210)具有在轴向方向(22)上测得的主体厚度(x1)，所述轴向距离(x2)与所述主体厚度(x1)之比介于0.25至1.0之间。

12.根据权利要求11所述的调节环，其特征在于，所述轴向距离(x2)与所述主体厚度(x1)之比介于0.40与0.70之间。

13.根据权利要求11所述的调节环，其特征在于，所述轴向距离(x2)与所述主体厚度(x1)之比介于0.45与0.60之间。

14.根据权利要求11所述的调节环，其特征在于，所述至少一个加强特征(230)具有在径向方向(24)上测得的最小宽度(b1)，所述最小宽度(b1)与所述主体厚度(x1)之比介于0.10与0.70之间。

15.根据权利要求14所述的调节环，其特征在于，所述最小宽度(b1)与所述主体厚度(x1)之比介于0.15与0.50之间。

16.根据权利要求14所述的调节环，其特征在于，所述最小宽度(b1)与所述主体厚度(x1)之比介于0.20与0.35之间。

17.一种用于涡轮机的可变截面涡轮，所述可变截面涡轮包括：

叶片轴承环(110)；

多个可调节的导向叶片(120)，所述导向叶片各自经由叶片轴(130)可旋转地支承在所述叶片轴承环(110)中；以及

根据权利要求1至16中任一项所述的调节环(200)，

所述多个可调节的导向叶片(120)中的每个导向叶片(120)各自与一个叶片杆(140)不可相对旋转地相连接，并且每个叶片杆(140)至少部分地各自被接纳在一个联接区域(220)中，以用于调节相应的导向叶片(120)。

18.根据权利要求17所述的可变截面涡轮，其特征在于，每个叶片杆(140)具有从所述叶片轴(130)径向延伸的径向叶片杆区段(141)并且具有从所述径向叶片杆区段(141)朝向所述调节环(200)轴向延伸的轴向叶片杆区段(142)。

19.根据权利要求18所述的可变截面涡轮，其特征在于，所述轴向叶片杆区段(142)在轴向上至少部分地延伸到相应的联接区域(220)中。

20.一种用于增压设备的涡轮机，所述涡轮机包括：

涡轮机壳体(11)，所述涡轮机壳体限定供应通道(13)和排出通道(14)；

涡轮机叶轮(12)，所述涡轮机叶轮在所述涡轮机壳体(11)中布置在所述供应通道(13)与所述排出通道(14)之间；以及

根据权利要求17至19中任一项所述的可变截面涡轮(100)，所述可变截面涡轮(100)布置在所述涡轮机叶轮(12)的径向之外。

21.一种用于内燃发动机或燃料电池的增压设备，所述增压设备包括：

支承壳体(40)；

轴(30)，所述轴可旋转地支承在所述支承壳体(40)中；

具有压缩机叶轮(52)的压缩机(50)；以及

根据权利要求20所述的涡轮机(10)，所述涡轮机叶轮(12)和所述压缩机叶轮(52)在所述轴(30)的相反端部处与所述轴(30)不可相对旋转地联接。

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