DE102004031986B4 - Exhaust gas turbocharger for an internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine mit einem Lagergehäuse (12), einem Turbinenrad, einem Leitschaufelträger (10) und Leitschaufeln, welche in einem um das Turbinenrad herum ausgebildeten Ringkanal schwenkbar angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitschaufelträger (10) mittels eines Bajonett-Verschlusses (14, 18) am Lagergehäuse (12) befestigt ist.Exhaust gas turbocharger for an internal combustion engine having a bearing housing (12), a turbine wheel, a guide rail carrier (10) and guide vanes, which are arranged pivotably in an annular channel formed around the turbine wheel, characterized in that the guide rail carrier (10) by means of a bayonet closure (10). 14, 18) is secured to the bearing housing (12).

Description

Die Erfindung betrifft einen Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, mit einem Turbinengehäuse, einem Lagergehäuse, einem Turbinenrad, einem Leitschaufelträger und Leitschaufeln, welche in einem um das Turbinenrad herum ausgebildeten Ringkanal schwenkbar angeordnet sind, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to an exhaust gas turbocharger for an internal combustion engine, in particular of a motor vehicle, with a turbine housing, a bearing housing, a turbine wheel, a guide vane carrier and guide vanes, which are arranged pivotably in an annular channel formed around the turbine wheel, according to the preamble of patent claim 1.

Aus der US 4 804 316 ist es bekannt, den Leitschaufelträger eines Abgasturboladers 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. Eine derartige Anbindung des Leitschaufelträgers mittels Schrauben ist jedoch kostenintensiv in Herstellung und Montage.From the US 4,804,316 It is known to screw the guide vane support of an exhaust gas turbocharger by means of a screw which engages through a spacer sleeve on that part of the turbine housing, which together with the guide vane carrier forms an annular channel for the guide vanes. However, such a connection of the guide vane carrier by means of screws is costly to manufacture and assembly.

Die Druckschrift US 2 377 740 A beschreibt einen Kompressor für einen Turbolader, bei dem zwei Gehäusehälften mittels einer Bajonettverbindung aneinander befestigt sind.The publication US 2 377 740 A describes a compressor for a turbocharger in which two housing halves are fastened together by means of a bayonet connection.

Die Druckschrift EP 0118051 A1 beschreibt eine Verbindung zwischen einem Gaseintrittskanal und einem Tragkörper, der eine äußere Schale eines Abgasturboladers bildet, mittels eines ringförmigen Elements.The publication EP 0118051 A1 describes a connection between a gas inlet channel and a support body, which forms an outer shell of an exhaust gas turbocharger, by means of an annular element.

Die Druckschrift DE 44 38 611 A1 beschreibt einen Radialverdichter, bei dem Leitschaufeln mit einem Deckband versehen sind, das formschlüssig mit einer Gehäusewand verbunden ist.The publication DE 44 38 611 A1 describes a radial compressor in which vanes are provided with a shroud, which is positively connected to a housing wall.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Abgasturbolader der o. g. Art bzgl. der Befestigung des Leitschaufelträgers zu verbessern.The invention is based on the object, an exhaust gas turbocharger o. G. Art regarding the attachment of the vane support to improve.

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.This object is achieved by an exhaust gas turbocharger o. G. Art solved with the features characterized in claim 1. Advantageous embodiments of the invention are described in the further claims.

Dazu ist es bei einem Abgasturbolader der o. g. Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Leitschaufelträger mittels eines Bajonett-Verschlusses am Lagergehäuse befestigt ist.For this it is in an exhaust gas turbocharger o. G. Art provided according to the invention, that the guide vane carrier is fastened by means of a bayonet lock on the bearing housing.

Dies hat den Vorteil, dass die Befestigung der Anordnung der variablen Turbinengeometrie (VTG-Modul) mit einem Leitschaufelträger, beweglichen Leitschaufeln und einem Verstellring über den Leitschaufelträger am Lagergehäuse eine Entkopplung von einem Abgaskrümmermodul der Brennkraftmaschine bewirkt. Zusätzlich wird eine einfache, montagefreundliche und kostengünstige Anbindung des VTG-Moduls zur Verfügung gestellt.This has the advantage that the attachment of the arrangement of the variable turbine geometry (VTG module) with a guide vane carrier, movable guide vanes and an adjusting ring on the guide plate carrier on the bearing housing causes a decoupling of an exhaust manifold of the internal combustion engine. In addition, a simple, easy to install and cost-effective connection of the VTG module is provided.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Bajonett-Verschluss wenigstens ein Stiftelement und wenigstens eine mit dem Stiftelement zusammenwirkende Rastnut, wobei das wenigstens eine Stiftelement am Leitschaufelträger und die wenigstens eine Rastnut am Lagergehäuse oder umgekehrt das wenigstes eine Stiftelement am Lagergehäuse und die wenigstens eine Rastnut am Leitschaufelträger ausgebildet ist.In a preferred embodiment, the bayonet closure comprises at least one pin element and at least one detent groove cooperating with the pin element, the at least one pin element on the guide blade carrier and the at least one detent groove on the bearing housing or vice versa the least one pin element on the bearing housing and the at least one detent groove on the guide blade carrier is trained.

Zweckmäßigerweise ist am Lagergehäuse ein Absatz, beispielsweise in Form eines Angusses, ausgebildet, in dem die wenigstens eine Rastnut ausgebildet ist.Conveniently, a shoulder, for example in the form of a sprue, formed on the bearing housing, in which the at least one locking groove is formed.

In vorteilhafter Weise sind wenigstens drei in Umfangsrichtung gleichmäßig voneinander beabstandete Stiftelemente vorgesehen.Advantageously, at least three circumferentially equally spaced pin elements are provided.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist die Rastnut einen ersten Nutabschnitt auf, welcher im Wesentlichen in axialer Richtung verläuft, und einen zweiten Nutabschnitt auf, welcher im Wesentlichen in Umfangsrichtung verläuft, wobei an einem von dem ersten Nutabschnitt abgewandten Ende des zweiten Nutabschnittes ein Rastabschnitt ausgebildet ist, in dem das zugeordnete Stiftelement einrastet.In a particularly preferred embodiment, the latching groove on a first groove portion which extends substantially in the axial direction, and a second groove portion which extends substantially in the circumferential direction, wherein at a side remote from the first groove portion end of the second groove portion, a latching portion is formed in which the associated pin element engages.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt inThe invention will be explained in more detail below with reference to the drawing. This shows in

1 einen Leitschaufelträger gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in perspektivischer Ansicht, 1 a vane carrier according to a preferred embodiment of the invention in perspective view,

2 ein Lagergehäuse gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in perspektivischer Ansicht und 2 a bearing housing according to a preferred embodiment of the invention in a perspective view and

3 eine Detailansicht einer Rastnut des Lagergehäuses gemäß 2. 3 a detailed view of a locking groove of the bearing housing according to 2 ,

Der aus 1 ersichtliche Leitschaufelträger 10 dient zum schwenkbaren Halten von Leitschaufeln (nicht dargestellt) sowie eines bzgl. des Leitschaufelträgers 10 drehbaren Verstellringes (nicht dargestellt), welcher die Leitschaufeln über Verstellhebel (nicht dargestellt) verschwenkt. Das gesamte Modul aus Leitschaufelträger 10, Leitschaufeln, Verstellhebel und Verstellring wird auch als VTG-Modul (VTG = Variable Turbinen Geometrie) bezeichnet. In einem Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine begrenzt der Leitschaufelträger zusammen mit einem Abschnitt eines Strömungskanalbauteils (nicht dargestellt), welches auch als Trompete, Konturhülse oder Kartusche bezeichnet wird, einen Ringkanal (nicht dargestellt), in dem die Leitschaufeln schwenkbar angeordnet sind.The out 1 apparent guide vane carrier 10 serves for the pivotable holding of vanes (not shown) and one with respect to the guide vane carrier 10 rotatable adjusting ring (not shown) which pivots the guide vanes via adjusting lever (not shown). The entire module of guide vane carrier 10 , Guide vanes, adjusting lever and adjusting ring is also referred to as VTG module (VTG = Variable Turbine Geometry). In an exhaust gas turbocharger for an internal combustion engine, the vane carrier, together with a portion of a flow channel component (not shown), also referred to as a trumpet, contour sleeve or cartridge, defines an annular channel (not shown) in which the vanes are pivotally mounted.

2 veranschaulicht schematisch ein Lagergehäuse 12 für einen Abgasturbolader. Dieses Lagergehäuse beinhaltet in bekannter Weise eine Welle, welche ein Turbinenrad einer Turbine des Abgasturboladers mit einem Verdichterrad eines Verdichters des Abgasturboladers verbindet. 2 schematically illustrates a bearing housing 12 for an exhaust gas turbocharger. This bearing housing includes in known manner a shaft which connects a turbine wheel of a turbine of the exhaust gas turbocharger with a compressor wheel of a compressor of the exhaust gas turbocharger.

Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass der Leitschaufelträger 10 am Lagergehäuse 12 mittels eines Bajonett-Verschlusses befestigt ist. Hierzu sind in einer bevorzugten Ausführungsform am Leitschaufelträger 10 drei in Umfangsrichtung gleichmäßig voneinander beabstandete Stiftelemente bzw. Radialstifte 14 vorgesehen, welche sich von dem Leitschaufelträger 10 in radialer Richtung erheben. Das Lagergehäuse 12 umfasst einen turbinenseitig ausgebildeten Absatz 16, beispielsweise in Form eines Angusses, in dem drei in Umfangsrichtung gleichmäßig voneinander beabstandete Führungsnuten bzw. Rastnuten 18 ausgebildet sind, in die die Stiftelemente bzw. Radialstifte 14 passen.According to the invention, it is provided that the guide blade carrier 10 on the bearing housing 12 is attached by means of a bayonet lock. These are in a preferred embodiment of the guide vane 10 three circumferentially equally spaced pin elements or radial pins 14 provided, which differs from the vane carrier 10 raise in the radial direction. The bearing housing 12 includes a turbine-side trained paragraph 16 , For example in the form of a sprue, in which three circumferentially equally spaced guide grooves or locking grooves 18 are formed, in which the pin elements or radial pins 14 fit.

Die Führungsnuten bzw. Rastnuten 18 sind, wie aus 3 ersichtlich, mit einem ersten Abschnitt 20, welcher sich im Wesentlichen in axialer Richtung bzw. parallel zu einer axialen Längsachse des Lagergehäuses 12 erstreckt, und mit einem zweiten Abschnitt 22, welcher sich zumindest teilweise in Umfangsrichtung erstreckt, ausgebildet. Am freien Ende des zweiten Abschnittes 22 ist ein Rastabschnitt 24 ausgebildet. Der zweite Abschnitt 22 ist in der dargestellten Ausführungsform zweiteilig ausgebildet, mit einem schrägen Abschnitt 26, welcher teilweise in Umfangsrichtung und teilweise in radialer Richtung verläuft, d. h. mit anderen Worten, dass der schräge Abschnitt 26 bzgl. der axialen Längsachse des Lagergehäuses 12 schräg bzw. verkippt verläuft. Des Weiteren umfasst der zweite Abschnitt 22 einen Endabschnitt 28, welcher in den Rastabschnitt 24 mündet und sich in Umfangsrichtung erstreck, d. h. mit anderen Worten der Endabschnitt 28 verläuft senkrecht zur axialen Längsachse des Lagergehäuses 12.The guide grooves or locking grooves 18 are how out 3 visible, with a first section 20 , which is substantially in the axial direction or parallel to an axial longitudinal axis of the bearing housing 12 extends, and with a second section 22 , which extends at least partially in the circumferential direction formed. At the free end of the second section 22 is a rest section 24 educated. The second section 22 is formed in two parts in the illustrated embodiment, with an oblique portion 26 which runs partly in the circumferential direction and partly in the radial direction, that is, in other words, that the oblique portion 26 with respect to the axial longitudinal axis of the bearing housing 12 runs obliquely or tilted. Furthermore, the second section includes 22 an end section 28 which is in the resting section 24 opens and extends in the circumferential direction, ie in other words the end portion 28 runs perpendicular to the axial longitudinal axis of the bearing housing 12 ,

Durch die oben beschrieben Ausbildung der Führungsnuten bzw. Rastnuten 18 führt ein Einsetzen der Stiftelemente bzw. Radialstifte 14 in den ersten Abschnitt 20 und ein Verschwenken des Leitschaufelträgers 10 relativ zum Lagergehäuse 12 dazu, dass die Stiftelemente bzw. Radialstifte 14 entlang des schrägen Abschnitt 28 und des Endabschnitts 28 in den Rastabschnitt 24 gleiten. Hierdurch ist der Leitschaufelträger 10 in der Art eines Bajonett-Verschlusses am Lagergehäuse 12 befestigt.By the above-described embodiment of the guide grooves or locking grooves 18 performs insertion of the pin elements or radial pins 14 in the first section 20 and pivoting the vane carrier 10 relative to the bearing housing 12 to that the pin elements or radial pins 14 along the sloping section 28 and the end section 28 in the rest section 24 slide. This is the guide vane carrier 10 in the manner of a bayonet lock on the bearing housing 12 attached.

Die Führungsnuten bzw. Rastnuten 18 sind wahlweise angegossen oder mechanisch aus dem Absatz bzw. Anguss 16 herausgearbeitet.The guide grooves or locking grooves 18 are either cast or mechanically from the paragraph or sprue 16 worked out.

Statt des Angusses kann als Absatz 16 auch eine angeschweißte Blechkonstruktion vorgesehen sein, welche die Führungsnuten bzw. Rastnuten 18 enthält.Instead of the sprue can be called paragraph 16 Also, a welded sheet metal construction may be provided, which the guide grooves or locking grooves 18 contains.

Der Abstand 30 (3) des Rastabschnittes 24 von einer Oberseite des Absatzes 16 bestimmt einerseits den Abstand zwischen dem VTG-Modul und dem Lagergehäuse und andererseits den Abstand der Leitschaufeln von dem Strömungskanabauteil bzw. die Breite des Ringkanals.The distance 30 ( 3 ) of the latching section 24 from a top of the heel 16 On the one hand determines the distance between the VTG module and the bearing housing and on the other hand, the distance of the vanes of the Strömungskanabauteil or the width of the annular channel.

Es ist zu betonen, dass die Anzahl der Stiftelemente bzw. Radialstifte 14 und Führungsnuten bzw. Rastnuten 18 in dem oben erläuterten Ausführungsform lediglich beispielhaft ist. Es können auch weniger oder mehr Stiftelemente bzw. Radialstifte 14 und Führungsnuten bzw. Rastnuten 18 vorgesehen sein, um den Bajonettverschluss zu realisieren. Auch die Anordnung der Stiftelemente bzw. Radialstifte 14 am Leitschaufelträger 10 und der Führungsnuten bzw. Rastnuten 18 am Lagergehäuse 12 ist lediglich beispielhaft. Es könnten auch umgekehrt die Stiftelemente bzw. Radialstifte 14 am Lagergehäuse 12 und die Führungsnuten bzw. Rastnuten 18 am Leitschaufelträger 10 angeordnet sein.It should be emphasized that the number of pin elements or radial pins 14 and guide grooves or locking grooves 18 in the embodiment explained above is merely exemplary. There may also be fewer or more pin elements or radial pins 14 and guide grooves or locking grooves 18 be provided to realize the bayonet closure. Also, the arrangement of the pin elements or radial pins 14 on the vane carrier 10 and the guide grooves or locking grooves 18 on the bearing housing 12 is just an example. Conversely, the pin elements or radial pins could also be used 14 on the bearing housing 12 and the guide grooves or locking grooves 18 on the vane carrier 10 be arranged.

Claims (6)

Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine mit einem Lagergehäuse (12), einem Turbinenrad, einem Leitschaufelträger (10) und Leitschaufeln, welche in einem um das Turbinenrad herum ausgebildeten Ringkanal schwenkbar angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitschaufelträger (10) mittels eines Bajonett-Verschlusses (14, 18) am Lagergehäuse (12) befestigt ist.Exhaust gas turbocharger for an internal combustion engine with a bearing housing ( 12 ), a turbine wheel, a vane carrier ( 10 ) and guide vanes which are pivotally arranged in an annular channel formed around the turbine wheel, characterized in that the guide vane carrier ( 10 ) by means of a bayonet closure ( 14 . 18 ) on the bearing housing ( 12 ) is attached. Abgasturbolader nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bajonett-Verschluss wenigstens ein Stiftelement (14) und wenigstens eine mit dem Stiftelement (14) zusammenwirkende Rastnut (18) umfasst, wobei das wenigstes eine Stiftelement (14) am Leitschaufelträger (10) und die wenigstens eine Rastnut (18) am Lagergehäuse (12) ausgebildet ist.Exhaust gas turbocharger according to claim 1, characterized in that the bayonet closure at least one pin element ( 14 ) and at least one with the pin element ( 14 ) cooperating detent groove ( 18 ), the least one pin element ( 14 ) on the vane carrier ( 10 ) and the at least one locking groove ( 18 ) on the bearing housing ( 12 ) is trained. Abgasturbolader nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass am Lagergehäuse (12) ein Absatz (16) ausgebildet ist, in dem die wenigstens eine Rastnut (18) ausgebildet ist.Exhaust gas turbocharger according to claim 2, characterized in that on the bearing housing ( 12 ) a paragraph ( 16 ) is formed, in which the at least one locking groove ( 18 ) is trained. Abgasturbolader nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bajonett-Verschluss wenigstens ein Stiftelement (14) und wenigstens eine mit dem Stiftelement (14) zusammenwirkende Rastnut (18) umfasst, wobei das wenigstens eine Stiftelement (14) am Lagergehäuse (12) und die wenigstens eine Rastnut (18) am Leitschaufelträger (10) ausgebildet ist.Exhaust gas turbocharger according to claim 1, characterized in that the bayonet closure at least one pin element ( 14 ) and at least one with the pin element ( 14 ) cooperating detent groove ( 18 ), wherein the at least one pin element ( 14 ) on the bearing housing ( 12 ) and the at least one locking groove ( 18 ) on the vane carrier ( 10 ) is trained. Abgasturbolader nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens drei in Umfangsrichtung gleichmäßig voneinander beabstandete Stiftelemente (14) vorgesehen sind. Exhaust gas turbocharger according to one of claims 2 to 4, characterized in that at least three circumferentially equally spaced pin elements ( 14 ) are provided. Abgasturbolader nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastnut (18) einen ersten Nutabschnitt (20) aufweist, welcher im Wesentlichen in axialer Richtung verläuft, und wenigstens einen zweiten Nutabschnitt (22) aufweist, welcher im Wesentlichen in Umfangsrichtung verläuft, wobei an einem von dem ersten Nutabschnitt (20) abgewandten Ende des letzten zweiten Nutabschnittes (22) ein Rastabschnitt (24) ausgebildet ist, in dem das zugeordnete Stiftelement (14) einrastet.Exhaust gas turbocharger according to one of claims 2 to 5, characterized in that the latching groove ( 18 ) a first groove portion ( 20 ), which runs essentially in the axial direction, and at least one second groove section (FIG. 22 ) which extends substantially in the circumferential direction, wherein at one of the first groove portion ( 20 ) facing away from the end of the last second groove portion ( 22 ) a latching section ( 24 ) is formed, in which the associated pin element ( 14 ) engages.
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