DE102004023212A1

DE102004023212A1 - Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine mit variabler Turbinengeometrie

Info

Publication number: DE102004023212A1
Application number: DE200410023212
Authority: DE
Inventors: Dikran-Can Dipl.-Ing. Magzalci; Thomas Dipl.-Ing. Reske; Frank Dipl.-Ing. Wucherpfennig
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2004-05-11
Filing date: 2004-05-11
Publication date: 2005-12-08

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, mit einem Turbinengehäuse (10), einem im Turbinengehäuse (10) angeordneten Turbinenrad, einem Lagergehäuse (12), einem Strömungskanalbauteil (14), welches einen Abschnitt eines Strömungskanals in dem Turbinengehäuse (10) ausbildet, und einem Leitschaufelträger (16) mit Leitschaufeln (18), welche in einem zwischen dem Leitschaufelträger (16) und dem Strömungskanalbauteil (14) ausgebildeten Ringkanal (20) um das Turbinenrad herum schwenkbar angeordnet sind, wobei zum Befestigen des Strömungskanalbauteils (14) und des Leitschaufelträgers (16) am Lagergehäuse (12) wenigstens eine Schraube (24) sowohl durch das Strömungskanalbauteil (14), den Leitschaufelträger (16) und eine jeweilige Distanzhülse, welche zwischen dem Leitschaufelträger (16) und dem Strömungskanalbauteil (14) im Ringkanal (20) angeordnet ist, hindurch in das Lagergehäuse (12) eingreift. Hierbei ist wenigstens eine Distanzhülse (26) einstückig mit dem Strömungskanalbauteil (14) und/oder wenigstens eine Distanzhülse (26) einstückig mit dem Leitschaufelträger (16) ausgebildet.

Description

Die Erfindung betrifft einen Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, mit einem Turbinengehäuse, einem im Turbinengehäuse angeordneten Turbinenrad, einem Lagergehäuse, einem Strömungskanalbauteil, welches einen Abschnitt eines Strömungskanals in dem Turbinengehäuse ausbildet, und einem Leitschaufelträger mit Leitschaufeln, welche in einem zwischen dem Leitschaufelträger und dem Strömungskanalbauteil ausgebildeten Ringkanal um das Turbinenrad herum schwenkbar angeordnet sind, wobei zum Befestigen des Strömungskanalbauteils und des Leitschaufelträgers am Lagergehäuse wenigstens eine Schraube sowohl durch das Strömungskanalbauteil, den Leitschaufelträger und eine jeweilige Distanzhülse, welche zwischen dem Leitschaufelträger und dem Strömungskanalbauteil im Ringkanal angeordnet ist, hindurch in das Lagergehäuse eingreift, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE 100 11 441 C2 ist ein Abgasturbolader bekannt, bei dem ein separates Strömungskanalbauteil, welches auch als Trompete bezeichnet wird, einen Strömungskanal mit ringförmigem Turbinenmantel im Turbinengehäuse ausbildet.

Aus der JP61268804 ist eine Abgasturbine eines Abgasturboladers mit variabler Turbinengeometrie bekannt, wobei zur Vermeidung von Vibrationen der Leitschaufeln diese bzgl. Leitschaufel-Schwenkachsen radial versetzet bzw, beabstandet angeordnet sind. Die Leitschaufeln sind von einem Leitschaufelträger getragen, welcher mittels Schrauben an einem Lagergehäuse befestigt ist. Ein Strömungskanal für Abgas wird in der Abgasturbine vollständig von dem Turbinengehäuse ausgebildet. Dies erfordert eine hohe Genauigkeit bei der Herstellung des Turbinengehäuse, damit freie Enden der Leitschaufeln einerseits eng genug an einer Wandung des Turbinengehäuses anliegen, um entsprechend abzudichten, andererseits aber nicht zu fest am Turbinengehäuse anliegen, da sonst die Gefahr besteht, dass ein Verstellmechanismus für die Leitschaufeln blockiert wird. Zusätzlich verschärft sich dieses Problem durch Temperaturausdehnungen bei dem Turbinengehäuse und dem Leitschaufelträger.

Um diese Problematik der Temperaturausdehnung mit der Gefahr der Verklemmung zwischen Leitschaufeln und Turbinengehäuse zu entschärfen, wurde in der US 4 804 316 vorgeschlagen, den Leitschaufelträger mittels einer Schraube, die durch eine Distanzhülse greift, an demjenigen Teil des Turbinengehäuses anzuschrauben, welcher zusammen mit dem Leitschaufelträger einen Ringkanal für die Leitschaufeln ausbildet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Aufbau und eine Montage eines Abgasturboladers bei gleichzeitig verbesserter Positioniergenauigkeit zu vereinfachen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Abgasturbolader der o.g. Art mit den in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.

Dazu ist es bei einem Abgasturbolader der o.g. Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass wenigstens eine Distanzhülse einstückig mit dem Strömungskanalbauteil und/oder wenigstens eine Distanzhülse einstückig mit dem Leitschaufelträger ausgebildet ist.

Dies hat den Vorteil, dass die Toleranzkette zwischen Strömungskanalbauteil und Leitschaufelträger minimiert und damit eine mögliche Fertigungsgenauigkeit erhöht ist und gleichzeitig weniger einzelne Bauteile bei der Montage verbaut werden müssen.

Beispielsweise sind alle Distanzhülse einstückig mit dem Strömungskanalbauteil oder mit dem Leitschaufelträger ausgebildet.

Zweckmäßigennreise ist mindestens eine Schraube, beispielsweise sind drei Schrauben mit entsprechender Anzahl mindestens einer Distanzhülse, beispielsweise drei Distanzhülsen vorgesehen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in:
1 eine erste bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Abgasturboladers in perspektivischer, teilweise geschnittener Ansicht und
2 eine zweite bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Abgasturboladers in perspektivischer, teilweise geschnittener Ansicht.
Die aus 1 ersichtliche erste bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Abgasturboladers für eine Brennkraftmaschine umfasst ein Turbinengehäuse 10, ein Turbinenrad 11, ein Lagergehäuse 12, ein Strömungskanalbauteil 14, welches auch als Trompete, Konturhülse oder Kartusche bezeichnet wird, und einen Leitschaufelträger 16, an dem Leitschaufeln 18 verschwenkbar in einem Ringkanal 20, welcher zwischen dem Strömungskanalbauteil 14 und dem Leitschaufelträger 16 ausgebildet ist, angeordnet sind. An dem Leitschaufelträger 16 ist ferner ein Verstellring 22 angeordnet, welcher alle am Leitschaufelträger 16 angeordneten Leitschaufeln 18 kollektiv verschwenkt. Zwischen dem Leitschaufelträger 16 und dem Strömungskanalbauteil 14 ist wenigstens eine Distanzhülse 26 angeordnet, welche eine Breite des Ringkanals 20 bestimmt.
Eine Schraube 24 greift durch das Strömungskanalbauteil 14, jeweils eine Distanzhülse 26 und den Leitschaufelträger 16 hindurch in das Lagergehäuse 12 hinein und befestigt auf diese Weise das Strömungskanalbauteil 14 und den Leitschaufelträger 16 am Lagergehäuse 12. Die als "VTG-Modul" bezeichnete Kombination aus Leitschaufelträger 16 und Verstellring 22 wird beispielsweise mit drei Schrauben am Lagergehäuse 12 verschraubt, wobei dementsprechend drei Distanzhülsen 26 vorgesehen sind.
Erfindungsgemäß sind die Distanzhülsen 26 einstückig mit dem Leitschaufelträger 16 ausgebildet, so dass diese bei der Montage nicht separat auf die Schrauben 24 aufgefädelt werden müssen. Außerdem ist die Toleranzkette minimiert und damit die mögliche Fertigungsgenauigkeit erhöht. Dies erzielt weiterhin eine verbesserte Regelbarkeit des Abgasturboladers und einen erhöhten Wirkungsgrad.
2 veranschaulicht eine zweite bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Abgasturboladers, wobei funktionsgleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind wie in 1. Daher wird zur Erläuterung dieser Teile auf die obige Beschreibung der 1 verwiesen. Im Gegensatz zur Ausführung von gemäß 1 sind in dieser zweiten bevorzugten Ausführungsform die Distanzhülsen 26 einstückig mit dem Strömungskanalbauteil 14 ausgebildet.
Erfindungsgemäß ist auch eine Kombination möglich, d. h. einige Distanzhülsen 26 sind einstückig mit dem Strömungskanalbauteil 14 und die übrigen Distanzhülse 26 sind einstückig mit dem Leitschaufelträger 16 ausgebildet.

Claims

Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, mit einem Turbinengehäuse (10), einem im Turbinengehäuse (10) angeordneten Turbinenrad, einem Lagergehäuse (12), einem Strömungskanalbauteil (14), welches einen Abschnitt eines Strömungskanals in dem Turbinengehäuse (10) ausbildet, und einem Leitschaufelträger (16) mit Leitschaufeln (18), welche in einem zwischen dem Leitschaufelträger (16) und dem Strömungskanalbauteil (14) ausgebildeten Ringkanal (20) um das Turbinenrad herum schwenkbar angeordnet sind, wobei zum Befestigen des Strömungskanalbauteils (14) und des Leitschaufelträgers (16) am Lagergehäuse (12) wenigstens eine Schraube (24) sowohl durch das Strömungskanalbauteil (14), den Leitschaufelträger (16) und eine jeweilige Distanzhülse, welche zwischen dem Leitschaufelträger (16) und dem Strömungskanalbauteil (14) im Ringkanal (20) angeordnet ist, hindurch in das Lagergehäuse (12) eingreift, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Distanzhülse (26) einstückig mit dem Strömungskanalbauteil (14) und/oder wenigstens eine Distanzhülse (26) einstückig mit dem Leitschaufelträger (16) ausgebildet ist.
Abgasturbolader nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass alle Distanzhülse (26) einstückig mit dem Strömungskanalbauteil (14) ausgebildet sind.
Abgasturbolader nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass alle Distanzhülse (26) einstückig mit dem Leitschaufelträger (16) ausgebildet sind.
Abgasturbolader nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Schraube, beispielsweise drei Schrauben (24) mit entsprechender Anzahl mindestens einer Distanzhülse (26), beispielsweise drei Distanzhülsen (26) vorgesehen sind.