DE102004023281A1

DE102004023281A1 - Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine mit variabler Turbinengeometrie

Info

Publication number: DE102004023281A1
Application number: DE200410023281
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: 2005-12-01

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) und einem Leitschaufelträger (16) mit Leitschaufeln (18), welche in einem Ringkanal (20) um das Turbinenrad herum schwenkbar angeordnet sind, wobei der Leitschaufelträger (16) mittels wenigstens einer den Leitschaufelträger (16) durchgreifenden Schraube (24) am Lagergehäuse (12) befestigt ist. Hierbei ist wenigstens eine Passhülse (28) derart angeordnet, dass jeweils eine Schraube (24) durch eine Passhülse (28) greift und die Passhülse (28) eine Grenzfläche bzw. einen Grenzbereich zwischen Lagergehäuse (12) und Leitschaufelträger (16) überbrückt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, mit einem Turbinengehäuse, einem im Turbinengehäuse angeordneten Turbinenrad, einem Lagergehäuse und einem Leitschaufelträger mit Leitschaufeln, welche in einem Ringkanal um das Turbinenrad herum schwenkbar angeordnet sind, wobei der Leitschaufelträger mittels wenigstens einer den Leitschaufelträger durchgreifenden Schraube am Lagergehäuse befestigt ist, 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 JP 61268804 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 Passhülse derart angeordnet ist, dass jeweils eine Schraube durch eine Passhülse greift und die Passhülse eine Grenzfläche bzw. einen Grenzbereich zwischen Lagergehäuse und Leitschaufelträger überbrückt.

Dies hat den Vorteil, dass durch die Passhülse auch im Bereich zwischen Lagergehäuse und Leitschaufelträger ein Passbereich ausgebildet ist, was eine korrekte und funktionsrichtige Ausrichtung des Leitschaufelträgers zum Lagergehäuse in radialer Richtung gewährleistet. Positionierungsfehler des Leitschaufelträgers können dadurch stark reduziert werden, so dass sich eine exakte Winkellage zwischen einem Anlenkmechanismus für die verstellbaren Leitschaufeln am Leitschaufelträger und einem entsprechenden Aktuator, wie beispielsweise einer Unterdruckdose, ergibt.

Zeckmäßigerweise ist die wenigstens eine Passhülse derart angeordnet, dass ein Ende der Passhülse in eine Bohrung im Lagergehäuse und das entsprechend andere Ende der Passhülse in eine Bohrung im Leitschaufelträger greift.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist ein Strömungskanalbauteil vorgesehen, welches einen Abschnitt eines Strömungskanals in einer Turbine des Abgasturboladers ausbildet, wobei zum Befestigen des Strömungskanalbauteils und des Leitschaufelträgers am Lagergehäuse die wenigstens eine Schraube sowohl durch das Strömungskanalbauteil, den Leitschaufelträger und die Passhülse hindurch in das Lagergehäuse eingreift.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in der einzigen Fig. eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Abgasturboladers in perspektivischer, teilweise geschnittener Ansicht.
Die aus der einzigen Fig. ersichtliche bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Abgasturboladers für eine Brennkraftmaschine umfasst ein Turbinengehäuse 10, 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. Eine Passschraube 24 greift durch das Strömungskanalbauteil 14 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. Durch entsprechende Passungen zwischen Passschraube 24 und dem Strömungskanalbauteil 14 bzw. dem Leitschaufelträger 16 wird eine funktionsrichtige Ausrichtung von Strömungskanalbauteil 14 zu Leitschaufelträger 16 sichergestellt. Zusätzlich ist wenigstens eine Distanzhülse 26 zwischen dem Leitschaufelträger 16 und dem Strömungskanalbauteil 14 vorgesehen, welche eine Breite des Ringkanals 20 bestimmt. Die Distanzhülsen 26 sind dabei derart angeordnet, dass durch jeweils eine Distanzhülse 26 eine Passschraube 24 hindurch greift.
Erfindungsgemäß ist in einen Grenzbereich zwischen Lagergehäuse 12 und Leitschaufelträger 16 eine zusätzliche Passhülse 28 vorgesehen. Diese Passhülse 28 greift mit einem Ende in eine Bohrung im Lagergehäuse 12 und mit einem gegenüberliegenden Ende in eine Bohrung in dem Leitschaufelträger 16. Auf diese Weise überbrückt die Passhülse 28 einen Übergangsbereich zwischen Lagergehäuse 12 und Leitschaufelträger 16, welcher ansonsten ohne Passungen wäre. Durch die Passhülse 28 ist eine winkelgenaue Positionierung des Leitschaufelträgers 16 und damit des Verstellringes 22 relativ zum Lagergehäuse 12 sichergestellt. Mit anderen Worten wird das Modul aus Leitschaufelträger 16 und Verstellring 22 mit der Passhülse 28 am Lagergehäuse 12 derart fixiert, dass eine eindeutige radiale Winkellage zwischen einem Aktuator (nicht dargestellt) für den Verstellring 22, wie beispielsweise eine Unterdruckdose, und der dem Verstellring zugeordneten Verstellmimik gewährleistet. Durch die Passhülse 28 wird somit ein Positionierungsfehler zwischen dem Leitschaufelträger 16 und einem Aktuator derart reduziert, dass die Regelbarkeit des Abgasturboladers zunimmt.

Claims

Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, mit einem Turbinengehäuse (10), einem im Turbinengehäuse (10) angeordneten Turbinenrad, einem Lagergehäuse (12) und einem Leitschaufelträger (16) mit Leitschaufeln (18), welche in einem Ringkanal (20) um das Turbinenrad herum schwenkbar angeordnet sind, wobei der Leitschaufelträger (16) mittels wenigstens einer den Leitschaufelträger (16) durchgreifenden Schraube (24) am Lagergehäuse (12) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Passhülse (28) derart angeordnet ist, dass jeweils eine Schraube (24) durch eine Passhülse (28) greift und die Passhülse (28) eine Grenzfläche bzw. einen Grenzbereich zwischen Lagergehäuse (12) und Leitschaufelträger (16) überbrückt.
Abgasturbolader nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Passhülse (28) derart angeordnet ist, dass ein Ende der Passhülse (28) in eine Bohrung im Lagergehäuse (12) und das entsprechend andere Ende der Passhülse (28) in eine Bohrung im Leitschaufelträger (16) greift.
Abgasturbolader nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Strömungskanalbauteil (14) vorgesehen ist, welches einen Abschnitt eines Strömungskanals in dem Turbinengehäuse (10) ausbildet, wobei zum Befestigen des Strömungskanalbauteils (14) und des Leitschaufelträgers (16) am Lagergehäuse (12) die wenigstens eine Schraube (24) sowohl durch das Strömungskanalbauteil (14), den Leitschaufelträger (16) und die Passhülse (28) hindurch in das Lagergehäuse (12) eingreift.