DE102008004014A1

DE102008004014A1 - Guide vane for a variable turbine geometry

Info

Publication number: DE102008004014A1
Application number: DE102008004014A
Authority: DE
Inventors: Ralf Böning; Tobias Dettmann; Holger Fäth; Andre Dr. Kaufmann
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2008-01-11
Filing date: 2008-01-11
Publication date: 2009-07-23
Also published as: EP2245275B1; US20100296924A1; JP2011509371A; EP2245275A1; JP5701352B2; CN101910565B; CN101910565A; JP2013238249A; WO2009086959A1; KR20100110867A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Leitschaufel, insbesondere für einen Turbolader, wobei die Krümmungslinie der Leitschaufel wenigstens einen oder mehrere Bereiche mit einem diskontinuierlichen Verlauf aufweist.The invention relates to a guide vane, in particular for a turbocharger, wherein the line of curvature of the vane has at least one or more areas with a discontinuous course.

Description

Die Erfindung betrifft eine Leitschaufel für eine variable Turbinengeometrie eines Turboladers.The The invention relates to a vane for a variable turbine geometry a turbocharger.

Ein Turbolader besteht im Allgemeinen aus einer Abgasturbine im Abgasstrom, die über eine Welle mit einem Verdichter im Ansaugtrakt verbunden ist. Dabei wird die Turbine vom Abgasstrom des Motors in Rotation versetzt und treibt so den Verdichter an. Über den Verdichter wird hierbei der Druck im Ansaugtrakt des Motors erhöht, so dass während des Ansaugtaktes eine größere Menge Luft in den Zylinder gelangt als bei einem Saugmotor. Auf diese Weise steht mehr Sauerstoff zur Verbrennung einer entsprechend größeren Kraftstoffmenge zur Verfügung.One Turbocharger generally consists of an exhaust gas turbine in the exhaust stream, the above a shaft is connected to a compressor in the intake system. there The turbine is set in rotation by the exhaust gas flow of the engine and so drives the compressor. About the compressor is here the pressure in the intake tract of the engine increases, so that during the intake stroke a larger amount Air enters the cylinder than a naturally aspirated engine. To this Way is more oxygen to burn a correspondingly larger amount of fuel to disposal.

Bei herkömmlichen Turboladern wird der Ladedruck, wenn notwendig, dadurch begrenzt, dass mit einem Abblasventil bzw. Bypass oder Wastegate das heiße Abgas zum Teil an der Turbine vorbeigeführt und damit die Leistung der Turbine reduziert wird. Dafür wird die Turbine so groß ausgelegt, dass sie schon weit unterhalb des Nennarbeitspunktes des Motors gut arbeitet.at usual Turbochargers, the boost pressure is limited, if necessary, by that with a blow-off valve or bypass or wastegate, the hot exhaust gas partly passed the turbine and thus the performance the turbine is reduced. Therefore is the turbine designed so big that they are already well below the rated operating point of the engine works well.

Aus dem Stand der Technik sind des Weiteren Turbolader bekannt, die mit einer variablen Turbinengeometrie VTG versehen sind, um die Leistungsabgabe und das Ansprechverhalten an unterschiedliche Betriebsbedingungen, wie beispielsweise Lastwechsel, besser anpassen zu können. Um das zu erreichen, befinden sich verstellbare, nicht rotierende Leitschaufeln im Turbineneintritt oder im Turbinengehäuse. In geschlossener Leitschaufel-Position führen dabei hohe Umfangskomponenten der Strömungsgeschwindigkeit und ein hohes Enthalpiegefälle zu einer hohen Turbinenleistung und damit einem hohen Ladedruck. In voll geöffneter Position der Leitschaufeln erschließt sich wiederum der maximale Durchsatz der Turbine bei hohem zentripetalem Anteil des Geschwindigkeitsvektors der Strömung. Der Vorteil dieser Leistungsregelung gegenüber einer Bypass-Regelung liegt darin, dass immer der volle Abgasmassenstrom über die Turbine geleitet und zur Leistungsumsetzung genutzt wird.Out The prior art further known turbocharger, the equipped with a variable turbine geometry VTG to the Power output and the response to different operating conditions, such as load changes, to be able to adapt better. Around To achieve this, there are adjustable, non-rotating vanes in the turbine inlet or in the turbine housing. In closed vane position lead the way high circumferential components of the flow velocity and a high enthalpy gradient to a high turbine performance and thus a high boost pressure. In fully open Position of the vanes, in turn, opens up the maximum Throughput of the turbine at high centripetal portion of the velocity vector the flow. The advantage of this power control over a bypass control is in that always the full exhaust gas mass flow passed through the turbine and used for power conversion.

Für die variable Turbinengeometrie ist die Form des Schaufelprofils Haupteinflussfaktor für die thermodynamische Effizienz, die Regelcharakteristik und den benötigten radialen Bauraum.For the variable Turbine geometry is the shape of the blade profile main influencing factor for the thermodynamic Efficiency, the control characteristics and the required radial space.

Im Stand der Technik gibt es die verschiedensten Formen für das Profil der Verstellschaufel. Generell gilt es, das Optimum an Wirkungsgrad, Regelcharakteristik und möglichst kleinem Teilkreis (Bauraum) zusammenzuführen. Üblicherweise wird die Form über die Krümmungslinie beschrieben, die zwischen dem Mittelpunkt des Kopfradius und dem Mittelpunkt des Endradius der Verstellschaufel verläuft. Diese Krümmungslinie entsteht indem innerhalb des Profils zu Ober- und Unterseite tangentiale Kreise angenommen werden. Die Verbindungslinie der Kreismittelpunkte beschreibt hierbei die Krümmungslinie.in the State of the art, there are a variety of forms for the profile the adjusting blade. In general, the optimum of efficiency, Control characteristics and as possible small pitch circle (space) merge. Usually, the shape over the line of curvature described between the center of the head radius and the center point the end radius of the adjusting blade runs. This curvature line creates within the profile to the top and bottom tangential circles be accepted. The connecting line of the circle centers describes here the curvature line.

Dabei gibt es rein gerade, gekrümmte oder aus beiden Möglichkeiten zusammengesetzte Varianten. Allen diesen Varianten ist gemein, dass die Krümmungslinien einen kontinuierlichen Verlauf besitzen, d. h. die einzelnen Kurvenstücke gehen tangential ineinander über. Mit anderen Worten die Krümmungslinie weist keinen Knick auf.there there are straight, curved or from both options compound variants. All these variants are common that the curvature lines have a continuous course, d. H. the individual curve pieces go tangentially into each other. In other words, the line of curvature has no kink.

Demnach ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Leitschaufelgeometrie für einen Turbolader mit einer variablen Turbinengeometrie bereitzustellen.Therefore It is the object of the present invention, an improved Guide vane geometry for To provide a turbocharger with a variable turbine geometry.

Diese Aufgabe wird durch eine Leitschaufel mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.These The object is achieved by a vane with the features of the claim 1 solved.

Demgemäß wird erfindungsgemäß eine Leitschaufel bereitgestellt, insbesondere für einen Turbolader, wobei die Krüm mungslinie der Leitschaufel wenigstens einen oder mehrere Bereiche mit einem diskontinuierlichen Verlauf aufweist.Accordingly, according to the invention a vane provided, in particular for a turbocharger, the Krüm determination line the vane at least one or more areas with a having discontinuous course.

Die Leitschaufel ist besonders vorteilhaft bei der Ausgestaltung eines Strömungsprofils. Hierbei kann der Wirkungsgrad verbessert werden bei unverändertem Regelungsverhalten und Bauraumbedarf.The Guide vane is particularly advantageous in the embodiment of a Airfoil. In this case, the efficiency can be improved with unchanged Control behavior and space requirement.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.advantageous Refinements and developments of the invention will become apparent the dependent claims and the description with reference to the drawings.

In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform weist die Krümmungslinie wenigstens einen Bereich mit zwei Abschnitten auf, die miteinander verbunden sind, wobei die beiden Abschnitte an ihrer Verbindungsstelle diskontinuierlich bzw. nicht tangential ineinander übergehen. Mit anderen Worten, die Abschnitte bilden an ihrer Verbindungsstelle einen Knick aus. Dies hat den Vorteil, dass durch eine solche Gestaltung der Leitschaufel, beispielsweise bei einer variablen Turbinengeometrie, der Wirkungsgrad eines Turboladers verbessert werden kann.In an embodiment of the invention indicates the curvature line at least one area with two sections on each other are connected, with the two sections at their junction discontinuously or not tangentially merge into each other. In other words, the sections form at their junction a kink out. This has the advantage that through such a design the vane, for example in a variable turbine geometry, the efficiency of a turbocharger can be improved.

In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform weist die Krümmungslinie der Leitschaufel neben wenigstens einem Bereich mit einem Knick bzw. mit einem nicht tangentialen Übergang zwischen zwei Abschnitten wenigstens einen Bereich auf, dessen beide Abschnitte an ihrer Verbindungsstelle kontinuierlich bzw. tangential ineinander übergehen. Auf diese Weise kann die Krümmungslinie einer Leitschaufel beliebig geeignet variiert werden mit kontinuierlich und diskontinuierlich verlaufenden Bereichen, je nachdem welches Strömungsprofil erzielt werden soll.In a further embodiment according to the invention, the line of curvature of the guide vane has, in addition to at least one region with a bend or with a non-tangential transition between two sections, at least one region whose two sections merge continuously or tangentially into one another at their junction. In this way, the curvature of a guide vane can be varied as desired with continuously and discontinuously extending areas, depending on which flow profile is to be achieved.

Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform sind wenigstens ein, mehrere oder alle Abschnitte der Krümmungslinie identisch oder unterschiedlich beispielsweise in Bezug auf ihre Form, Position und/oder Abmessung. Entsprechendes gilt für die Bereich der Krümmungslinie die durch die Abschnitte gebildet werden. So lassen sich unterschiedlichste Bauformen von Leitschaufeln realisieren, die alle wenigstens einen Bereich mit einem diskontinuierlichen Verlauf aufweisen.According to one another embodiment of the invention are at least one, several or all sections of the line of curvature identical or different, for example, in terms of their shape, Position and / or dimension. The same applies to the area the curvature line which are formed by the sections. So can be very different Realize designs of vanes, all at least one Have area with a discontinuous course.

In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform besteht die Leitschaufel beispielsweise aus vier Abschnitten, wobei der erste und zweite Abschnitt einen ersten Bereich bilden, mit einem kontinuierlichen Verlauf. Ein zweiter Bereich wird durch den zweiten Abschnitt und einen dritten Abschnitt gebildet, wobei der zweite und dritte Abschnitt an ihrer Verbindungsstelle diskontinuierlich ineinander übergehen bzw. einen Knick bilden. Ein dritte Bereich, bestehend aus dem dritten Abschnitt und einem vierten Abschnitt, weist wiederum einen kontinuierlich Verlauf auf. Eine solche Leitschaufel stellt ein Beispiel dar, bei welchem die Krümmungslinie einen Knick aufweist. Die Abschnitte des erste bzw. dritten Bereichs können hierbei beispielsweise beide oder wenigstens einer davon nach oben bzw. unten gewölbt sein.In a further embodiment of the invention For example, the vane consists of four sections, where the first and second sections form a first area with a continuous course. A second area is covered by the second section and a third section, wherein the second and third section discontinuously at their junction merge or form a kink. A third area, consisting of the third Section and a fourth section, in turn, has a continuous Course on. Such a vane is an example in which the curvature line has a kink. The sections of the first or third area can in this case, for example, both or at least one of them upwards or arched below.

In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform können die Abschnitte aus denen die Krümmungslinie zusammengesetzt ist beispielsweise bogenförmig oder gerade ausgebildet sein. Die Abschnitte können hierbei nach oben oder unten gewölbt bzw. wenn die Abschnitte gerade sind, beispielsweise horizontal, senkrecht, oder schräg nach oben oder schräg nach unten gerichtet sein. Die Abschnitte können hierbei beliebig miteinander kombiniert werden, wobei wenigstens ein Bereich der durch die Abschnitte gebildet wird einen diskontinuierlichen Verlauf aufweist. Auf diese Weise können eine Vielzahl von Strömungsprofilen, je nach gewünschter Funktion bzw. gewünschtem Einsatzzweck realisiert werden.In a further embodiment of the invention can the sections that make up the line of curvature is composed, for example, arcuate or straight be. The sections can here arched up or down or if the sections are straight, for example horizontally, vertical, or oblique upwards or at an angle be directed downwards. The sections can be arbitrary with each other be combined, with at least a portion of the through the sections is formed having a discontinuous course. To this Way you can a variety of flow profiles, depending on the desired function or desired Purpose to be realized.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnungen angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:The Invention will be described below with reference to the schematic figures the drawings specified embodiments explained in more detail. Show it:

1 eine erste Ausführungsform einer Leitschaufel gemäß dem Stand der Technik; 1 a first embodiment of a guide vane according to the prior art;

2 eine zweite Ausführungsform einer Leitschaufel gemäß dem Stand der Technik; 2 a second embodiment of a guide vane according to the prior art;

3 eine dritte Ausführungsform einer Leitschaufel gemäß dem Stand der Technik; 3 a third embodiment of a guide vane according to the prior art;

4 eine ersten Ausführungsform einer Leitschaufel gemäß der Erfindung; und 4 a first embodiment of a guide vane according to the invention; and

5 eine zweite Ausführungsform einer Leitschaufel gemäß der Erfindung. 5 a second embodiment of a guide vane according to the invention.

In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.In the same reference numerals designate the same or functionally identical Components, unless stated otherwise.

In 1 ist eine erste Ausführungsform einer Leitschaufel 10 gemäß dem Stand der Technik gezeigt. Die Leitschaufel 10 ist dabei in einem Diagramm eingezeichnet, wobei das Diagramm eine X-Achse und eine Y-Achse aufweist. Diese Darstellung gilt für alle Leitschaufeln 10 wie sie in den 1 bis 5 gezeigt sind.In 1 is a first embodiment of a vane 10 shown in the prior art. The vane 10 is drawn in a diagram, wherein the diagram has an X-axis and a Y-axis. This illustration applies to all vanes 10 as they are in the 1 to 5 are shown.

Wie zuvor beschrieben, wird die Form einer Leitschaufel 10 normalerweise über die Krümmungslinie 12 beschrieben, die zwischen dem Mittelpunkt 14 des Kopfradius und dem Mittelpunkt 16 des Endradius der Leitschaufel 10 verläuft. Diese Krümmungslinie 12 entsteht indem innerhalb des Profils der Leitschaufel 10 zu Ober- und Unterseite 18, 20 tangentiale Kreise angenommen werden. Die Verbindungslinie der Kreismittelpunkte beschreibt dabei die Krümmungslinie 12.As previously described, the shape of a vane 10 usually over the bend line 12 described between the center 14 the head radius and the center point 16 the end radius of the vane 10 runs. This curvature line 12 created by within the profile of the vane 10 to the top and bottom 18 . 20 tangential circles are assumed. The connecting line of the circle centers describes the curvature line 12 ,

Im vorliegenden Fall, wie er in 1 gezeigt ist, verläuft die Krümmungslinie 12 wellenförmig. Die Krümmungslinie 12 setzt sich dabei aus vier Abschnitten a1 bis a4 zusammen. Der erste und zweite Abschnitt a1, a2, die einen ersten Bereich b1 bilden, ist hierbei jeweils bogenförmig nach oben gewölbt ausgebildet, wobei die beiden Abschnitte a1, a2 der Krümmungslinie 12 an ihrer Verbindungsstelle 22 tangential ineinander übergehen. Der Bereich b1 bildet hierbei einen kontinuierlichen Verlauf ohne einen Knick. Des Weiteren ist der dritte Abschnitt a3 ebenfalls bogenförmig ausgebildet, wobei er nach unten gewölbt ist, im Gegensatz zu dem ersten und zweiten Abschnitt a1, a2. Der zweite und dritte Abschnitt a2, a3 gehen an ihrer Verbindungsstelle 22 ebenfalls tangential ineinander über, so dass der zweite Bereich b2, der aus dem zweiten und dritten Abschnitt a2, a3 gebildet wird, einen kontinuierlichen Verlauf aufweist. Entsprechendes gilt auch für den dritten Bereich b3. Dieser wird aus dem dritten Abschnitt a3 und einem vierten Abschnitt a4 gebildet, wobei beide Abschnitte a3, a4 bogenförmig ausgebildet sind und nach unten gewölbt sind. An ihrer Verbindungsstelle 22 gehen die beiden Abschnitte a3, a4 der Krümmungslinie 12 tangential ineinander über, d. h. der Bereich b3 weist einen kontinuierlichen Verlauf auf, ohne dass ein Knick am Übergang 22 der beiden Abschnitte a3, a4 entsteht. Alle drei Bereich b1 bis b3 verlaufen oberhalb der X-Achse in dem Diagramm in 1, des Weiteren ist der erste bereich b1 deutlich länger und stärker gewölbt als der dritte Bereich b3.In the present case, as in 1 is shown, the line of curvature runs 12 wavy. The curvature line 12 consists of four sections a1 to a4 together. The first and second sections a1, a2, which form a first area b1, are in each case arched upwards in a curved shape, the two sections a1, a2 of the line of curvature 12 at their junction 22 tangentially merge into each other. The area b1 forms a continuous course without a kink. Furthermore, the third portion a3 is also arcuate in shape, being curved downward, in contrast to the first and second portions a1, a2. The second and third sections a2, a3 go to their junction 22 also tangentially into each other, so that the second region b2, which is formed from the second and third sections a2, a3, has a continuous course. The same applies to the third area b3. This is formed from the third section a3 and a fourth section a4, wherein both sections a3, a4 are arcuate and are curved downwards. At their junction 22 go the two sections a3, a4 of the curvature line 12 tangentially into each other, ie the area b3 has a continuous course, without a kink at the transition 22 the two sections a3, a4 arises. All three areas b1 to b3 are upper half of the X-axis in the chart in 1 Furthermore, the first region b1 is significantly longer and more curved than the third region b3.

In der zweiten Ausführungsform einer Leitschaufel 10 gemäß dem Stand der Technik, wie sie in 2 gezeigt ist, setzt sich die Krümmungslinie 12 ebenfalls aus vier Abschnitten a1 bis a4 zusammen. Die Krümmungslinie 12 verläuft hierbei oberhalb der X-Achse und steigt hierbei zunächst in einem Bogen nach oben an, bevor sie zum anderen Ende hin langsam abfällt.In the second embodiment of a vane 10 according to the prior art, as in 2 is shown, the curvature line continues 12 also composed of four sections a1 to a4 together. The curvature line 12 runs here above the X-axis and increases in this case first in an arc upwards, before falling slowly towards the other end.

Der erste Abschnitt a1 der Krümmungslinie 12 ist hierbei bogenförmig nach unten gewölbt und der daran anschließende Abschnitt a2 bogenförmig nach oben. An ihrer Verbindungsstelle 22 gehen die beiden Abschnitte a1 und a2 tangential ineinander über, so dass der erste Bereich b1, der durch den ersten und zweiten Abschnitt a1, a2 gebildet wird, einen kontinuierlichen Verlauf aufweist. Der zweite Bereich b2, der sich aus dem zweiten Abschnitt a2 und einem dritten Abschnitt a3 zusammensetzt, weist ebenfalls einen kontinuierlichen Verlauf auf. So ist der dritte Abschnitt a3 ebenfalls bogenförmig nach oben gewölbt, wobei er und der zweite Abschnitt a2 an ihrer Verbindungsstelle 22 tangential ineinander übergehen, ohne dass dabei ein Knick entsteht. Der dritte Bereich b3 der Krümmungslinie 12 wird aus dem dritten Abschnitt a3 und einem vierten Abschnitt a4 gebildet. Der vierte Abschnitt a4 ist dabei bogenförmig nach unten gewölbt, wobei der dritte und vierte Abschnitt a3, a4 an ihrer Verbindungsstelle 22 tangential ineinander übergehen.The first section a1 of the curvature line 12 is bowed arcuately downward and the adjoining section a2 arcuate upward. At their junction 22 the two sections a1 and a2 merge into each other tangentially, so that the first area b1, which is formed by the first and second sections a1, a2, has a continuous course. The second area b2, which is composed of the second section a2 and a third section a3, also has a continuous course. Thus, the third portion a3 is also curved arcuately upwards, wherein he and the second portion a2 at its junction 22 Tangentially merge into each other, without causing a kink. The third area b3 of the curvature line 12 is formed of the third section a3 and a fourth section a4. In this case, the fourth section a4 is arched downward in a curved shape, the third and fourth sections a3, a4 at their connection point 22 tangentially merge into each other.

Weiter ist in 3 eine dritte Ausführungsform einer Leitschaufelform des Standes der Technik gezeigt. Die Leitschaufel 10 besteht dabei, wie in der ersten und zweiten Ausführungsform aus vier Abschnitten a1 bis a4. Dabei verläuft die Krümmungslinie 12 in einer Wellenform zunächst in einem Bogen oberhalb der X-Achse und dann in einem Bogen unterhalb der X-Achse.Next is in 3 a third embodiment of a prior art vane form shown. The vane 10 consists of four sections a1 to a4 as in the first and second embodiments. The line of curvature runs 12 in a waveform first in an arc above the X axis and then in an arc below the X axis.

Der erste und zweite Abschnitt a1, a2 der Krümmungslinie 12 ist bogenförmig ausgebildet und verläuft nach oben gewölbt. An ihrer Verbindungsstelle 22 gehen die beiden ersten und zweiten Abschnitte a1, a2 tangential ineinander über. Der zweite Bereich b2 der Krümmungslinie 12 wird durch den zweiten Abschnitt a2 und einen dritten Abschnitt a3 gebildet. Der dritte Abschnitt a3 ist ebenfalls bogenförmig ausgebildet und nach unten gewölbt. Die beiden Abschnitte a2 und a3 gehen an ihrer Verbindungsstelle 22 dabei tangential ineinander über, so dass kein scharfer Knick in diesem Bereich entsteht. Des Weiteren wird der vierte Bereich b4 durch den dritten Abschnitt a3 und einen vierten Abschnitt a4 gebildet. Der vierte Abschnitt a4 ist ebenfalls bogenförmig nach unten gewölbt ausgebildet. Im Bereich ihrer Verbindungsstelle 22 gehen der dritte und vierte Abschnitt a3, a4 tangential ineinander über. Damit bilden die Bereiche b1 bis b4 bzw. die Krümmungs linie 12 insgesamt einen kontinuierlichen Verlauf, wie die beiden anderen zuvor beschriebenen Ausführungsformen einer Leitschaufel 10 gemäß dem Stand der Technik.The first and second sections a1, a2 of the line of curvature 12 is arcuate and extends upwardly curved. At their junction 22 the two first and second sections a1, a2 merge tangentially into one another. The second area b2 of the curvature line 12 is formed by the second section a2 and a third section a3. The third section a3 is also arcuate and curved downwards. The two sections a2 and a3 go at their junction 22 tangentially into each other, so that no sharp kink arises in this area. Furthermore, the fourth region b4 is formed by the third section a3 and a fourth section a4. The fourth section a4 is also arched curved downwards. In the area of their junction 22 the third and fourth sections a3, a4 merge into each other tangentially. Thus form the areas b1 to b4 and the curvature line 12 overall, a continuous course, like the two other previously described embodiments of a vane 10 according to the prior art.

In 4 ist nun eine erste Ausführungsform einer Leitschaufel 10 gemäß der Erfindung gezeigt. Die Leitschaufel 10 besteht hierbei beispielsweise aus vier Abschnitten a1 bis a4. Ein erster Bereich, bestehend aus dem ersten und zweiten Abschnitt a1, a2, weist dabei einen kontinuierlichen Verlauf auf. Der erste und zweite Abschnitt a1, a2 ist hierbei bogenförmig ausgebildet und nach oben gewölbt. An ihrem Verbindungsabschnitt bzw. ihrer Verbindungsstelle 22 geht der erste Abschnitt a1 dabei tangential in den zweiten Abschnitt a2 über, so dass ein kontinuierlicher Verlauf entsteht ohne einen Knick. Ein zweiter Bereich b2 wird durch den zweiten Abschnitt a2 und einen dritten Abschnitt a3 gebildet, wobei der zweite und dritte Abschnitt a2, a3 jeweils bogenförmig ausgebildet sind und nach oben gewölbt sind. Dabei gehen die Abschnitte a2 und a3 an ihrem Verbindungspunkt 22 jedoch nicht tangential ineinander über sondern bilden einen Knick 24. Der zweite Bereich b2 bildet hierzu nicht wie im Stand der Technik einen kontinuierlichen Verlauf sondern einen diskontinuierlichen Verlauf bzw. weist einen scharfen Knick 24 an der Verbindungsstelle 22 der beiden Abschnitte a2, a3 auf. Der dritte Bereich b3 besteht aus dem dritten Abschnitt a3 und einem vierten Abschnitt a4 und bildet hierbei einen kontinuierlichen Verlauf. Der vierte Abschnitt a4 ist dabei bogenförmig ausgebildet und nach oben gewölbt. An ihrer Verbindungsstelle 22 gehen der dritte und vierte Abschnitt a3, a4 tangential ineinander über. Das bedeutet, dass in dem vorliegenden Beispiel, die Leitschaufel 10 einen Bereich b2 aufweist mit einem diskontinuierlichen Verlauf der Krümmungslinie 12, bei welchem der zweite und dritte Abschnitt a2, a3 an ihrer Verbindungsstelle 22 eine Art Knick 24 bilden bzw. nicht tangential ineinander übergehen. Die anderen Bereiche b1 und b3 weisen dagegen einen kontinuierlichen Verlauf der Krümmungslinie 12 auf, ohne dass hierbei einer der Bereiche einen Knick ausbildet.In 4 is now a first embodiment of a vane 10 shown according to the invention. The vane 10 consists here, for example, of four sections a1 to a4. A first region, consisting of the first and second sections a1, a2, has a continuous course. The first and second sections a1, a2 are here arc-shaped and arched upwards. At its connection section or its connection point 22 In this case, the first section a1 merges tangentially into the second section a2, so that a continuous course is created without a kink. A second region b2 is formed by the second portion a2 and a third portion a3, wherein the second and third portions a2, a3 are each arcuate and are curved upward. The sections a2 and a3 go at their connection point 22 but not tangentially into each other but form a kink 24 , The second area b2 does not form a continuous course, as in the prior art, but rather a discontinuous course or has a sharp bend 24 at the junction 22 the two sections a2, a3 on. The third area b3 consists of the third section a3 and a fourth section a4 and forms a continuous course. The fourth section a4 is arc-shaped and arched upwards. At their junction 22 the third and fourth sections a3, a4 merge into each other tangentially. This means that in the present example, the vane 10 a region b2 having a discontinuous course of the curvature line 12 in which the second and third sections a2, a3 are at their junction 22 a kind of kink 24 form or not tangentially merge into each other. The other areas b1 and b3, however, have a continuous course of the curvature line 12 on without one of the areas forming a kink.

Die Krümmungslinie 12 bildet im vorliegenden Fall zwei Bögen, einmal einen nach oben gewölbten Bogen aus den Abschnitten a1 und a2 und einen weiteren im Vergleich dazu sehr viel flacher gewölbten Bogen bestehend aus den Abschnitten a3 und a4. Beide Bögen bilden an ihrer Verbindungsstelle 22 den Knick 24.The curvature line 12 in the present case forms two arches, once an arched arch from the sections a1 and a2 and another in comparison to this very much flattened arch consisting of the sections a3 and a4. Both arches form at their junction 22 the kink 24 ,

Des Weiteren ist in 5 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Leitschaufel 10 dargestellt. Die Krümmungslinie 12 der Leitschaufel 10 besteht dabei aus vier Abschnitten a1 bis a4. Der erste und zweite Abschnitt a1, a2 ist dabei bogenförmig ausgebildet und nach oben gewölbt. An ihrer Verbindungsstelle 22 gehend der erste und zweite Abschnitt a1, a2 tangential ineinander über, so dass der Bereich b1, der aus den beiden Abschnitten a1, a2 gebildet wird, einen kontinuierlichen Verlauf aufweist. Der zweite Bereich b2 wird aus dem zweiten Abschnitt a2 und einem dritten Abschnitt a3 gebildet, wobei der dritte Abschnitt a3 ebenfalls nach oben gewölbt ist. Die beiden Abschnitt a2, a3 gehen jedoch an ihrer Verbindungsstelle 22 nicht tangential ineinander über, sondern bilden eine Art Knick 24, wie in 5 gezeigt ist. Damit weist der zweite Bereich b2 einen diskontinuierlichen Verlauf auf. Der dritte Bereich b3, der aus dem dritten Abschnitt a3 und einem vierten Abschnitt a4 gebildet wird weist wiederum einen kontinuierlichen Verlauf auf. Die beiden dritten und vierten Abschnitte a3, a4 sind hierbei bogenförmig ausgebildet und nach oben gewölbt. An ihrer Verbindungsstelle 22 gehen sie tangential ineinander über. Damit weist die Krümmungslinie 12 der erfindungsgemäßen Leitschaufel 10 zumindest in dem Bereich b2 einen diskontinuierlichen verlauf auf, während die beiden anderen Bereiche b1 und b3 einen kontinuierlichen Verlauf ohne Knickbildung aufweisen. Im Gegensatz zu der ersten Ausführungsform der Erfindung ist bei der zweiten Ausführungsform der Erfindung der erste Bereich b1 länger ausgebildet, bzw. der aus den Abschnitten a1 und a2 gespannt Bogen. Der dritte Bereich b3, bzw. der aus den Abschnitten a3 und a4 gespannte Bogen ist dafür in der zweiten Ausführungsform kürzer als wie in der ersten Ausführungsform.Furthermore, in 5 A second embodiment of a guide vane according to the invention 10 shown. The curvature line 12 the vane 10 consists of four sections a1 to a4. The first and second section a1, a2 is arc-shaped and arched upwards. At their junction 22 the first and second sections a1, a2 transition tangentially into one another, so that the area b1, which is formed from the two sections a1, a2, has a continuous course. The second region b2 is formed from the second portion a2 and a third portion a3, wherein the third portion a3 is also curved upwards. However, the two sections a2, a3 go at their junction 22 not tangentially into each other, but form a kind of kink 24 , as in 5 is shown. Thus, the second area b2 has a discontinuous course. The third region b3, which is formed from the third section a3 and a fourth section a4, again has a continuous course. The two third and fourth sections a3, a4 are here arc-shaped and curved upwards. At their junction 22 they tangentially merge. This indicates the curvature line 12 the guide vane according to the invention 10 at least in the area b2 a discontinuous course, while the other two areas b1 and b3 have a continuous course without kinking. In contrast to the first embodiment of the invention, in the second embodiment of the invention, the first region b1 is formed longer, or the arc stretched out of the sections a1 and a2. The third area b3, or the arc stretched from the sections a3 and a4, is shorter in the second embodiment than in the first embodiment.

Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand zweier bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar. Insbesondere ist auch denkbar, dass statt bogenförmiger Abschnitte auch Abschnitte mit beispielsweise einer geraden Form (nicht dargestellt) miteinander und/oder mit den bogenförmigen Abschnitten kombiniert werden, je nach beispielsweise anzustrebendem Strömungsprofil der jeweiligen Leitschaufel. Des Weiteren kann eine Leitschaufel wenigstens einen Bereich bestehend aus zwei Abschnitten aufweisen oder eine Vielzahl von Bereichen bzw. Abschnitten, beispielsweise zwei, drei, vier, fünf, sechs und mehr Bereiche bzw. Abschnitte. Dabei können Abschnitte mit einer beliebigen Form, Anordnung und/oder Dimensionierung miteinander kombiniert werden. Entsprechendes gilt auch für die Bereiche, die aus den Abschnitten gebildet werden. In den beiden erfindungsgemäßen Ausführungsformen, wie sie in den 4 und 5 gezeigt sind, sind die Bereiche b1 bis b3 jeweils im Wesentlichen oberhalb der X-Achse in den Diagrammen angeordnet. Grundsätzlich können die Bereiche bzw. Abschnitte der Krümmungslinie 12 beliebig verlaufen, beispielsweise zumindest teilweise unterhalb der X-Achse, wie zum Beispiel in 3 mit Bezug auf den Stand der Technik dargestellt ist. Wahlweise können die Bereiche bzw. Abschnitte der Krümmungslinie 12 auch vollständig unterhalb oder zum Teil auf der X-Achse verlaufen. Des Weiteren können gerade und bogenförmige Abschnitte bei der Krümmungslinie 12 einer Leitschaufel 10 beliebig variiert werden. Grundsätzlich kann die Leitschaufel 10 hierbei wenigstens einen Knick 24 oder eine Vielzahl von Knicken 24 aufweisen bzw. Stellen an welchen die einzelnen Kurvenstücke der Krümmungslinie 12 nicht tangential ineinander übergehen. Beispielsweise kann die Krümmungslinie 12 eins, zwei, drei, vier und mehr dieser sog. Knicke 24 bzw. nicht tangentialen Übergänge aufweisen, wobei die Knicke 24 an beliebigen Positionen der Krümmungslinie 12 vorgesehen werden können je nach Funktion bzw. Einsatzzweck.Although the present invention has been described above with reference to two preferred embodiments, it is not limited thereto, but modifiable in many ways. In particular, it is also conceivable that instead of arcuate sections also sections with, for example, a straight shape (not shown) are combined with each other and / or with the arcuate sections, depending on, for example, aspirable flow profile of the respective vane. Furthermore, a guide vane may comprise at least one region consisting of two sections or a plurality of sections, for example two, three, four, five, six and more sections. In this case, sections having an arbitrary shape, arrangement and / or dimensioning can be combined with one another. The same applies to the areas that are formed from the sections. In the two embodiments according to the invention, as described in the 4 and 5 are shown, the areas b1 to b3 are each arranged substantially above the X-axis in the diagrams. In principle, the regions or sections of the curvature line can 12 run arbitrarily, for example, at least partially below the X-axis, such as in 3 With reference to the prior art is shown. Optionally, the areas or sections of the curve line 12 also completely below or partly on the X-axis. Furthermore, straight and arcuate portions at the curvature line 12 a vane 10 can be varied as desired. Basically, the vane 10 this at least a kink 24 or a variety of kinks 24 or points at which the individual curve pieces of the curvature line 12 do not tangentially merge into each other. For example, the curvature line 12 one, two, three, four and more of these so-called kinks 24 or have tangential transitions, wherein the kinks 24 at any position of the line of curvature 12 can be provided depending on the function or purpose.

Claims

Guide vane ( 10 ), in particular for a turbocharger, wherein the curvature line ( 12 ) of the vane ( 10 ) has at least one or more areas (b1, b2, b3) with a discontinuous course.

Guide vane according to claim 1, characterized in that the curvature line ( 12 ) has at least one region (b2) with two sections (a2, a3), which are connected to one another, wherein the two sections (a2, a3) at their junction ( 22 ) discontinuously or not tangentially into each other.

Guide vane according to at least one of claims 1 or 2, characterized in that the curvature line ( 12 ) has at least one region (b1, b3) with two sections (a1, a2; a3, a4) which are connected to one another, wherein the two sections (a1, a2; a3, a4) at their connection point (a) 22 ) continuously or tangentially into each other.

Guide vane according to at least one of claims 2 or 3, characterized in that at least one, several or all Sections (a1, a2, a3, a4) each have the same or a different shape and / or dimensioning.

Guide vane according to at least one of claims 2 to 4, characterized in that at least one, several or all Areas (b1, b2, b3) are each the same or different Have shape and / or dimensions.

Guide vane according to at least one of claims 1 to 5, characterized in that the guide vane ( 10 ) consists of four sections (a1, a2, a3, a4), wherein the first section (a1) and the second section (a2) form the first area (b1) where at both sections (a1, a2) at their junction ( 22 ), wherein a second region (b2) is formed by the second section (a2) and a third section (a3), the second and third sections (a2, a3) being formed at their junction ( 22 ) intermittently merge into each other or a kink ( 24 ) and wherein a third region (b3) is formed by the third section (a3) and a fourth section (a4), and the third and fourth sections (a3, a4) are formed at their junction ( 22 ) continuously merge.

Guide vane according to claim 6, characterized in that that the first and third areas (b1, b3) each up or arched down or one of the areas (b1, b3) upwards and the other one after arched below is.

Guide vane according to at least one of claims 1 to 6, characterized in that one or both sections (a1, a2, a3, a4) of a region (b1, b2, b3), for example, arcuate or are straight and curved up or down or are directed.

Turbocharger having a variable turbine geometry, wherein the variable turbine geometry comprises at least one or more vanes ( 10 ) according to at least one of claims 1 to 8.

Turbocharger according to claim 9, characterized in that at least one of several or all vanes ( 10 ) of the variable turbine geometry have the same or a different shape.