DE102007023915A1 - Turbolader - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Turbolader (1) mit einem Verdichter, der Folgendes aufweist: - ein Verdichtergehäuse (3), - ein im Verdichtergehäuse (3) drehbar gelagertes Verdichterrad (17), - einen stromab des Verdichterrads (17) im Verdichtergehäuse (3) angeordneten Diffusor mit einer variabel einstellbaren Diffusorgeometrie (20), die Folgendes umfasst: . verstellbare Diffusorschaufeln (29), die jeweils auf einer Leitschaufelwelle (21) drehbar gelagert sind, . einen gegenüber der Verdichterrückwand (22) drehbaren, die Diffusorschaufeln 29 beaufschlagenden Verstellring (23), der Verstellelemente (24) aufweist, die jeweils in eine von Gabelzinken (25, 26) gebildete Ausnehmung (27) der jeweiligen Diffusorschaufel (29) eingreifen, wobei - der Verstellring (23) mittels Wälzkörpern (28) an der Verdichterrückwand (22) gelagert ist, und - die Verstellelemente (24) achsmittig auf den Wälzkörpern (28) angeordnet sind.

Description

• Die Erfindung betrifft einen Turbolader gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
• Ein derartiger Turbolader ist aus der EP 1 532 368 B1 bekannt.
• Es ist demgegenüber Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Turbolader der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art zu schaffen, der eine weitere Vereinfachung des Aufbaues der variabel einstellbaren Diffusorgeometrie ermöglicht.
• Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1.
• Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.
• In Anspruch 4 ist ein Verdichter als selbstständig handelbares Objekt definiert.
• Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Es zeigt:
• 1 eine geschnittene perspektivische Darstellung des grundsätzlichen Aufbaues eines erfindungsgemäßen Turboladers;
• 2 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Diffusorgeometrie;
• 3 eine auseinander gezogene Draufsicht eines Teils der Diffusorgeometrie des erfindungsgemäßen Turboladers.
• In 1 ist ein erfindungsgemäßer Turbolader 1 dargestellt, der ein Turbinengehäuse 2 und ein damit über ein Lagergehäuse 19 verbundenes Verdichtergehäuse 3 aufweist. Die Gehäuse 2, 3 und 19 sind entlang einer Rotationsachse R angeordnet. Das Turbinengehäuse 2 ist teilweise im Schnitt gezeigt, um die Anordnung eines Schaufellagerrings 6 als Teil eines radial äußeren Leitgitters 18 zu verdeutlichen, das eine Mehrzahl von über den Umfang verteilten Leitschaufeln 7 mit Schwenkachsen bzw. Schaufelwellen 8 aufweist. Hierdurch werden Düsenquerschnitte gebildet, die je nach der Lage der Leitschaufeln 7 größer oder kleiner sind und den in der Mitte an der Rotationsachse R gelagerten Turbinenrotor 4 mehr oder weniger mit dem über einen Zuführkanal 9 zugeführten und über einen Zentralstutzen 10 abgeführten Abgas eines Motors beaufschlagen, um über den Turbinenrotor 4 ein auf der selben Welle sitzendes Verdichterrad 17 anzutreiben, dessen verstellbare Diffusorgeometrie nachfolgend anhand der 2 und 3 näher erläutert wird.
• Um die Bewegung bzw. die Lage der Leitschaufeln 7 zu steuern, ist eine Betätigungseinrichtung 11 vorgesehen. Diese kann an sich beliebig ausgebildet sein, jedoch weist eine bevorzugte Ausführungsform ein Steuergehäuse 12 auf, das die Steuerbewegung eines an ihr befestigten Stößelgliedes 14 steuert, um dessen Bewegung auf einen hinter dem Schaufellagerring 6 gelegenen Verstellring 5 in eine leichte Drehbewegung desselben umzusetzen. Zwischen dem Schaufellagerring 6 und einem ringförmigen Teil 15 des Turbinengehäuses 2 wird ein Freiraum 13 für die Leitschaufeln 7 gebildet. Um diesen Freiraum 13 sichern zu können, weist der Schaufellagerring 6 einstückig geformte Abstandshalter 16 auf. Im Beispielsfalle sind drei Abstandshalter 16 in einem Winkelabstand von jeweils 120° am Umfang des Schaufellagerrings 6 angeordnet. Vom Prinzip her ist es jedoch möglich, mehr oder weniger derartige Abstandshalter 16 vorzusehen.
• In 2 ist die erfindungsgemäße, variabel einstellbare Diffusorgeometrie 20 des im Verdichtergehäuse 3 angeordneten Diffusors dargestellt. Wie aus 2 ersichtlich, weist ein Lagerring 30 verstellbare Diffusorschaufeln 29 auf, die an einer Leitschaufelwelle 21 jeweils drehbar gelagert sind. Darüber hinaus weist der Diffusor mit der variabel einstellbaren Diffusorgeometrie 20 einen drehbaren, die Diffusorschaufeln 29 beaufschlagenden Verstellring 23 auf. Dieser Verstellring 23 weist Verstellelemente 24 auf, die jeweils in eine von Gabelzinken 25, 26 gebildete Ausnehmung 27 der jeweiligen Diffusorschaufel 29 eingreifen. Der Verstellring 23 ist ferner mittels Wälzkörpern 28 an der Verdichterrückwand 22 gelagert, wobei die Verstellelemente 24 achsmittig auf den Wälzkörpern 28 angeordnet sind.
• Die 3 zeigt zur besseren Verdeutlichung eine auseinander gezogene, perspektivische Darstellung eines Teils der erfindungsgemäßen Diffusorgeometrie. Wie hieraus ersichtlich, ist der repräsentativ für alle Wälzkörper dargestellte Wälzkörper 28 als Scheibe ausgebildet, die in einer umlaufenden Aufnahmenut 31, die in der Verdichterrückwand 22 ausgebildet ist, aufgenommen wird. Wie aus der Darstellung von 3 ferner ersichtlich, greift das achsmittig auf dem Wälzkörper 28 befestigte Verstellelement 24 über eine Bohrung 32 im Verstellring 23 in eine von den Gabelzinken 25, 26 gebildete Ausnehmung 27 der jeweiligen Diffusorschaufel 29 ein und verstellt die jeweilige, auf der Leitschaufelwelle gelagerte Diffusorschaufel entsprechend der Auslenkung des Verstellrings 23.
• Zur Ergänzung der Offenbarung wird explizit auf die zeichnerische Darstellung der Erfindung in den 1 bis 3 verwiesen.

1

Turbolader

2

Turbinengehäuse

3

Verdichtergehäuse

4

Turbinenrotor

5

Verstellring

6

Schaufellagerring

7

Leitschaufeln

8

Schaufelwelle

9

Zuführkanal

10

Axialstutzen

11

Betätigungseinrichtung

12

Steuergehäuse

13

Freiraum für Leitschaufeln 7

14

Stößelglied

15

Ringförmiger Teil des Turbinengehäuses 2

16

Abstandshalter/Distanznocken

17

Verdichterrad

18

Leitgitter/Leitapparat

19

Lagergehäuse

20

Diffusorgeometrie

21

Leitschaufelwelle

22

Verdichterrückwand

23

Verstellring

24

Verstellelemente

25, 26

Gabelzinken

27

Aufnahme/Ausnehmung

28

Wälzkörper

29

Diffusorschaufeln

30

Lagerring

31

Aufnahmenut

32

Bohrung

Claims (4)

1. Turbolader (1) – mit einem Verdichter, der folgendes aufweist: – ein Verdichtergehäuse (3), – ein im Verdichtergehäuse (3) drehbar gelagertes Verdichterrad (17), – einen stromab des Verdichterrads (17) im Verdichtergehäuse (3) angeordneten Diffusor mit einer variabel einstellbaren Diffusorgeometrie (20), die folgendes umfasst: • verstellbare Diffusorschaufeln (29), die jeweils auf einer Leitschaufelwelle (21) drehbar gelagert sind, • einen gegenüber der Verdichterrückwand (22) drehbaren, die Diffusorschaufeln 29 beaufschlagenden Verstellring (23), der Verstellelemente (24) aufweist, die jeweils in eine von Gabelzinken (25, 26) gebildete Ausnehmung (27) der jeweiligen Diffusorschaufel (29) eingreifen, dadurch gekennzeichnet, – dass der Verstellring (23) mittels Wälzkörpern (28) an der Verdichterrückwand (22) gelagert ist, und – dass die Verstellelemente (24) achsmittig auf den Wälzkörpern (28) angeordnet sind.
2. Turbolader (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper (28) als Scheiben ausgebildet sind.
3. Turbolader (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdichterrückwand (22) eine umlaufende Aufnahmenut (31) für die Wälzkörper (28) aufweist.
4. Verdichter für einen Abgasturbolader der Folgendes aufweist: – ein Verdichtergehäuse (3), – ein im Verdichtergehäuse (3) drehbar gelagertes Verdichterrad (17), – einen stromab des Verdichterrads (17) im Verdichtergehäuse (3) angeordneten Diffusor mit einer variabel einstellbaren Diffusorgeometrie (20), der aufweist: • verstellbare Diffusorschaufeln (29), die jeweils auf einer Leitschaufelwelle (21) drehbar gelagert sind, und • einen gegenüber der Verdichterrückwand (22) drehbaren, die Diffusorschaufeln 29 beaufschlagenden Verstellring (23), der Verstellelemente (24) aufweist, die jeweils in eine von Gabelzinken (25, 26) gebildete Ausnehmung (27) der jeweiligen Diffusorschaufel (29) eingreifen, gekennzeichnet durch wenigstens eines der kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 bis 3.