DE102004023283A1

DE102004023283A1 - Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine mit variabler Turbinengeometrie

Info

Publication number: DE102004023283A1
Application number: DE200410023283
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 (18), einem Lagergehäuse (12), einem Leitschaufelträger (22), einem Strömungskanalbauteil (20), welches zusammen mit dem Leitschaufelträger (22) einen Abschnitt (10, 14) eines Strömungskanals in einer Turbine des Abgasturboladers ausbildet, und Leitschaufeln, welche in einem zwischen Strömungskanalbauteil (20) und Leitschaufelträger (22) ausgebildeten Ringkanal (14) schwenkbar angeordnet sind. Hierbei ist wenigstens ein Passstift (24) vorgesehen, welcher durch das Strömungskanalbauteil (20) und den Leitschaufelträger (22) hindurchgreift und in das Lagergehäuse (12) eingeschraubt ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, mit einem Turbinengehäuse, einem Lagergehäuse, einem Leitschaufelträger, einem Strömungskanalbauteil, welches einen Abschnitt eines Strömungskanals in einer Turbine des Abgasturboladers ausbildet, und Leitschaufeln, welche in einem zwischen Strömungskanalbauteil und Leitschaufelträger ausgebildeten Ringkanal schwenkbar angeordnet sind, 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.

Aus der DE 199 61 613 A1 ist eine Abgasturbine eines Abgasturboladers für eine Brennkraftmaschine mit variabler Turbinengeometrie bekannt, wobei Leitschaufeln an einer von einer Verstelleinrichtung abgewandten Seite mit einer Stiftlagerung versehen sind. Dies soll eine beidseitige Leitschaufellagerung schaffen, was zu einer erhöhten Stabilität und verminderten Vibrationen bei den Leitschaufeln führen soll.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Aufbau und eine Montage eines Abgasturboladers bei gleichzeitig verbesserter Funktionsfähigkeit bzgl. Gasdichtheit an kritischen Stellen 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 zum Befestigen des Leitschaufelträgers und des Strömungskanalbauteils am Lagergehäuse wenigstens ein Passstift vorgesehen ist, welcher durch das Strömungskanalbauteil und den Leitschaufelträger hindurch und in das Lagergehäuse hinein greift.

Dies hat den Vorteil, dass Strömungskanalbauteil und Leitschaufelträger bei der Montage gemeinsam am Lagergehäuse befestigt werden, so dass separate Befestigungen für Strömungskanalbauteil und Leitschaufelträger entfallen können. Gleichzeitig ergibt sich durch geeignete Materialwahl für die Passstifte eine Reduzierung von Verspannungen aufgrund von Temperaturausdehnung während des Betriebs des Abgasturboladers. Dies erzielt verringerte thermische Spannungen mit erhöhter Dauerfestigkeit.

Dadurch, dass der wenigstens eine Passstift derart ausgebildet ist, dass dieser im in das Lagergehäuse eingestecktem Zustand das Strömungskanalbauteil und den Leitschaufelträger bzgl. des Lagergehäuses positioniert, können zusätzliche Positionierelemente für Strömungskanalbauteil und Leitschaufelträger, wie beispielsweise eine Lehre, entfallen. Zusätzlich wird die Montage vereinfacht, da mit der Befestigung von Strömungskanalbauteil und Leitschaufelträger diese auch gleichzeitig positioniert werden.

Zweckmäßigerweise ist zwischen Strömungskanalbauteil und Leitschaufelträger wenigstens eine Abstandshülse derart angeordnet, dass der Passstift zusätzlich durch jeweils eine Abstandshülse greift.

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 Lagergehäuse 12, in dem über einen Ringkanal 14 Abgas radial zu einem nicht dargestellten Turbinenrad strömt und dieses antreibt. Das Turbinenrad treibt seinerseits über eine Welle (nicht dargestellt) ein nicht dargestelltes Verdichterrad des Abgasturboladers an. Ein axialer Strömungskanal 10 für Abgas wird innerhalb eines Turbinengehäuses 18 von einem Strömungskanalbauteil 20 ausgebildet, welches auch als Trompete, Konturhülse oder Kartusche bezeichnet wird. Zusätzlich ist der Ringskanal 14 von dem Strömungskanalbauteil 20 und einem Leitschaufelträger 22 ausgebildet. In dem Ringskanal 14 sind am Leitschaufelträger 22 gehaltene Leitschaufeln 26 angeordnet. Diese sind in üblicher Weise verschwenkbar ausgebildet, um eine Turbinenleistung entsprechend einem momentanen Betriebszustand der Brennkraftmaschine einzustellen. Zum Verstellen der Leitschaufeln 26 ist ein Verstellring 30 vorgesehen, der mit allen jeweiligen Verstellhebeln (nicht dargestellt) der Leitschaufeln 26 verbunden ist.
Erfindungsgemäß sind das Strömungskanalbauteil 20 und der Leitschaufelträger 22 gemeinsam am Lagergehäuse 12 befestigt. Hierzu ist wenigstens ein Passstift 24 vorgesehen, welcher durch das Strömungskanalbauteil 20 und den Leitschaufelträger 22 hindurch und in das Lagergehäuse 12 hinein greift. Hierbei ist der Passstift 24 mittels einer Passung im Lagergehäuse 12 befestigt. Der Passstift 24 ist an den Stellen, an denen er durch das Strömungskanalbauteil 20 sowie den Leitschaufelträger 22 hindurch und in das Lagergehäuse 12 hinein eingreift, mit jeweiligen Passungen ausgebildet. Hierdurch befestigt einerseits der Passstift 24 das Strömungskanalbauteil 20 und den Leitschaufelträger 22 gemeinsam am Lagergehäuse 12. Andererseits wird gleichzeitig mit diese Befestigung eine exakte Positionierung des Leitschaufelträgers 22 mit der variablen Turbinengeometrie und des Strömungskanalbauteils 20 erzielt. Zusätzliche Positionierungsmaßnahmen während der Montage, beispielsweise mittels einer zusätzlichen Lehre, können dadurch entfallen. Mit der Befestigung des Strömungskanalbauteiles 20 und des Leitschaufelträgers 22 an dem Lagergehäuse 12 sind Strömungskanalbauteil 20 und Leitschaufelträger 22 gleichzeitig und ohne zusätzliche Maßnahmen exakt bzgl. des Lagergehäuses 12 ausgerichtet beziehungsweise positioniert.
Zusätzlich greift der Passstift 24 durch eine Abstandshülse 28, welche zwischen dem Strömungskanalbauteil 20 und dem Leitschaufelträger 22 angeordnet ist und eine Breite des Ringkanals 14 bestimmt. Durch die gemeinsame Verstiftung von Strömungskanalbauteil 20 und Leitschaufelträger 22 mit dem Lagergehäuse 12 haben Temperaturausdehnungen der Bauteile keinen wesentlichen Einfluss mehr auf die Breite des Ringkanals 14.

Claims

Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, mit einem Turbinengehäuse (18), einem Lagergehäuse (12), einem Leitschaufelträger (22), einem Strömungskanalbauteil (20), welches einen Abschnitt (10, 14) eines Strömungskanals in einer Turbine des Abgasturboladers ausbildet, und Leitschaufeln, welche in einem zwischen Strömungskanalbauteil (20) und Leitschaufelträger (22) ausgebildeten Ringkanal (14) schwenkbar angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass zum Befestigen des Leitschaufelträgers (22) und des Strömungskanalbauteils (20) am Lagergehäuse (12) wenigstens ein Passstift (24) vorgesehen ist, welcher durch das Strömungskanalbauteil (20) und den Leitschaufelträger (22) hindurch und in das Lagergehäuse (12) hinein greift.
Abgasturbolader nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Passstift (24) derart ausgebildet ist, dass dieser im in das Lagergehäuse (12) eingestecktem Zustand das Strömungskanalbauteil (20) und den Leitschaufelträger (22) bzgl. des Lagergehäuses (12) positioniert.
Abgasturbolader nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Strömungskanalbauteil (20) und Leitschaufelträger (22) wenigstens eine Abstandshülse (28) derart angeordnet ist, dass der Passstift (24) zusätzlich durch jeweils eine Abstandshülse (28) greift.