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Die Erfindung betrifft einen Turbolader mit einer variablen Turbinengeometrie VTG, beispielsweise für ein Kraftfahrzeug, und die Befestigung der Turbinengeometrie innerhalb des Turboladergehäuses.
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Bei den bisher aus dem Stand der Technik bekannten Turboladern wird die Turbinenleistung geregelt, indem ein Teil des Abgasmassenstroms über ein Wastegate um die Turbine herum geleitet wird. Dabei wird jedoch nur ein Teil des Abgasmassenstroms genutzt.
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Um im Wesentlichen den gesamten Abgasmassenstrom nutzen zu können sind des Weiteren Turbolader bekannt, welcher eine verstellbare Turbinengeometrie VTG aufweisen. Hierbei sind bewegliche Leitschaufeln um das Turbinenrad angeordnet, die über einen Verstellring verstellt werden können, um den Strömungsquerschnitt der Turbine geeignet zu verändern. Eine jeweilige Anpassung des Turbinenquerschnitts an den entsprechenden Fahrzustand des Motors kann eine Verminderung des Verbrauchs und der Emissionen bewirken. Die drehbar gelagerten Leitschaufeln zwischen dem Spiralgehäuse und dem Turbinenrad verändern dabei das Aufstauverhalten und damit die Leistung der Turbine. Dies ermöglicht es, dass die gesamte Abgasenergie genutzt werden kann und der Strömungsquerschnitt der Turbine für jeden Betriebspunkt optimal eingestellt werden kann.
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Das Verstellsystem einer solchen variablen Turbinengeometrie mit Drehschaufeln im Leitgitter besteht in der Regel aus einem Verstellring der auf Wälzkörpern läuft. In den Verstellring greifen Schaufelhebel ein, die die Schaufeln zum Schwenken bringen. Im Stand der Technik gibt es verschiedenste Formen für die Lagerung des Verstellrings. Dabei gibt es drei Hauptvarianten, die sich am Markt durchgesetzt haben. Die erste Variante bildet eine reine Gleitlagerung des Verstellrings auf dem Schaufellagerring. Diese Variante ist tribologisch sehr schwierig abzustimmen. Dadurch werden in der Regel teure Werkstoffe und große Teile benötigt. Die zweite Variante betrifft die Lagerung des Verstellrings auf einem Wälzkörper, der wiederum auf einem Stift als Achse gelagert ist. Hier ist das Gleiten nur zwischen dem Stift und dem Wälzkörper vorgesehen. Damit sind die Gleitwege deutlich kleiner als bei der zuerst genannten Lagerung des Verstellrings. Die Tribologie ist einfacher und bei kleineren Teilen einzustellen. Die dritte Variante betrifft eine reine Wälzlagerung mit Wälzkörpern, die über einen Käfig positioniert werden und die innerhalb des Außenrings, der der Verstellring sein kann, und auf dem Schaufellagerring abwälzen.
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Ein Abgasturbolader der oben beschriebenen Art ist beispielsweise in der
DE 10 2007 056 154 A1 dargestellt. Die variable Turbinengeometrie weist dabei einen Schaufellagerring mit drehbar daran gelagerten Leitschaufeln und einen koaxial dazu angeordneten Verstellring auf, mit dem die Leitschaufeln verstellbar sind. Die Lagerung des Verstellringes am Schaufellagerring erfolgt über Gleit- oder Rollenlager, die jeweils auf einem Passstift angeordnet sind, wobei die Passstifte gleichzeitig einen Axialabstand des Schaufellagerrings zum Gehäuse oder zu einem Deckscheibenelement definieren.
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Auch die in den Dokumenten
US 6,145,131 sowie
EP 0 226 444 A2 beschriebenen Turbolader weisen jeweils eine variable Turbinengeometrie mit einem Schaufellagerring und darin gelagerten Leitschaufeln auf. Über einen Verstellring, der drehbar auf Rollen, die mit eigenen Passstiften zwischen Schaufellagerring und Lagergehäuse angeordnet sind, gelagert ist, kann die Turbinengeometrie variiert werden. Zur Positionierung der Anordnung der variablen Turbinengeometrie dienen die Passstifte selbst und zur Fixierung in axialer Richtung dient ein Tellerfederelement, das beispielsweise mit einem Federring auf dem Lagergehäuse in Position gehalten wird.
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Demnach ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Turbolader mit einer vereinfachten Befestigung für eine variable Turbinengeometrie bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird durch einen Turbolader mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Demgemäß wird erfindungsgemäß ein Turbolader mit einem Lagergehäuse und einer variablen Turbinengeometrie bereitgestellt. Die variable Turbinengeometrie weist zwei Schaufellagerringe auf, einen ersten und einen zweiten, mit dazwischen angeordneten, drehbar beweglichen Leitschaufeln und Distanzhülsen zum Einstellen des Abstandes. Des Weiteren sind mehrere Wälzkörperelemente jeweils auf einem zugeordneten Befestigungselement der variablen Turbinengeometrie angeordnet, wobei eine Verstelleinrichtung der variablen Turbinengeometrie auf dem jeweiligen Wälzkörperelement abwälzen bzw. abrollen kann. Das jeweilige Wälzkörperelement, das auf dem Schaft des zugeordneten Befestigungselements drehbar angeordnet ist, ist dabei derart ausgebildet und angeordnet, dass die Verstelleinrichtung, in Form eines Verstellringelements, auf dem Wälzkörperelement abwälzen kann, beispielsweise auf der Außenseite des Wälzkörperelements.
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Weiterhin sind Befestigungselemente zum Befestigen der variablen Turbinengeometrie an dem Lagergehäuse des Turboladers vorgesehen, die nach Art einer Befestigungsschraube mit einem Schaft und einem Gewindeabschnitt an ihrem Ende ausgefuhrt sind. Je ein Befestigungselement ist durch eine Öffnung in dem zweiten Schaufellagerring, einer Distanzhülse und dem ersten Schaufellagerring hindurchgeführt und je ein Wälzkörperelement ist auf dem zugeordneten Befestigungselement drehbar angeordnet. Das Befestigungselement ist, zur Befestigung der genannten Teile der variablen Turbinengeometrie am Lagergehäuse, in eine zugeordnete Bohrung im Lagergehäuse geschraubt.
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Dies hat den Vorteil, dass kein extra Stift vorgesehen werden muss, auf dem das Wälzkörperelement drehbar angeordnet wird, sondern das Befestigungselement für die variable Turbinengeometrie genutzt werden kann.
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Weiterhin können durch das Vorsehen eines jeweiligen Wälzkörperelements auf einem Befestigungselement der variablen Turbinengeometrie Herstellungskosten reduziert werden. Des Weiteren kann auch die Montage vereinfacht werden. Dies liegt daran, dass das Wälzkörperelement nicht extra auf einem zusätzlichen, gesonderten Stift befestigt werden muss, sondern direkt auf einem Befestigungselement der variablen Turbinengeometrie vorgesehen werden kann. Dabei können wenigstens ein solches Wälzkörperelement oder eine beliebige Anzahl von Wälzkörperelementen vorgesehen werden, die jeweils auf einem zugeordneten Befestigungselement derart angeordnet sind, dass die Verstelleinrichtung, z. B. ein Verstellringelement, auf dem jeweiligen Wälzkörperelement abrollen bzw. abwälzen kann.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.
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In einer weiteren erfindungsgemäß Ausfürungsform weist die variable Turbinengeometrie ein Distanzelement auf, in welchem das zugeordnete Wälzkörperelement aufgenommen ist. Die Aufnahme des Distanzelements ist dabei so gestaltet, dass ein Teil des Wälzkörperelements aufgenommen ist, wobei ein Abrollen bzw. Abwälzen der Verstelleinrichtung auf dem Wälzkörperelement sichergestellt ist. Das Distanzelement hat den Vorteil, dass mit ihm einerseits der Abstand der Schaufellager ringe vom Gehäuse des Turboladers eingestellt werden kann und andererseits das Wälzkörperelement aufgenommen werden kann.
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In einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform ist der Schaft des Befestigungselements beispielsweise im Bereich der Öffnung des ersten Schaufellagerings, des zweiten Schaufellagerings, des Distanzstücks, des Distanzelements und/oder des Wälzkörperelements mit kleinerem Durchmesser ausgeführt. Der, Durchmesser oder Durchmesserverlauf des Schafts kann dabei beispielsweise so gewählt werden, dass auftretende Spannungen in dem Schaft möglichst gleichmäßig verteilt werden. Des Weiteren kann der Durchmesser oder Durchmesserverlauf des Schafts beispielsweise so gewählt werden, dass das Auftreten von Scherspannungen im Wesentlichen verhindert oder zumindest reduziert wird, wenn sich beispielsweise Teile, wie die Schaufellageringe und ihr Distanzstück aufgrund des heißen Abgasmassenstroms sehr stark erwarmen.
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Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform weist der Schaft des Befestigungselements im Bereich der Öffnung des ersten Schaufellagerings, des zweiten Schaufellagerrings, des Distanzstücks und/oder des Distanzelements einen Abschnitt zum Justieren des jeweiligen Teils auf, beispielsweise einen Vorsprung oder dergleichen.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnungen angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine Schnittansicht eines Turboladers mit einer variablen Turbinengeometrie VTG gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
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2 ein vergrößerter Ausschnitt der Befestigung der variablen Turbinengeometrie VTG gemäß 1;
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3 eine Perspektivansicht eines Lagergehäuses des
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Turboladers und eines Teils der Befestigung der variablen Turbinengeometrie gemäß der 1 und 2;
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4 eine Schnittansicht eines Turboladers mit einer variablen Turbinengeometrie VTG gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,
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5 ein vergrößerter Ausschnitt der Befestigung der variablen Turbinengeometrie gemaß 4; und
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6 eine Perspektivansicht eines Lagergehäuses des Turboladers und eines Teils der Befestigung der variablen Turbinengeometrie gemäß der 4 und 5.
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In allen Figuren sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente und Vorrichtungen – sofern nichts anderes angegeben ist – mit denselben Bezugszeichen versehen worden.
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In 1 ist zunächst eine Schnittansicht eines Turboladers 10 mit einer variablen Turbinengeometrie, gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Dabei ist die Welle 14 des Turboladers 10 dargestellt, auf welcher ein Turbinenrad 16 und ein Verdichterrad 18 angeordnet sind. Die Welle 14 ist hierbei in einem Lagergehäuse 20 gelagert, das auf einer Seite mit einem Turbinengehäuse 22 verbunden ist, indem das Turbinenrad 16 angeordnet ist. Zum Einstellen bzw. Variieren des Strömungsquerschnitts der Turbine ist eine Einrichtung einer variablen Turbinengeometrie VTG 12 vorgesehen, die bewegliche bzw. drehbare Leitschaufeln 24 aufweist.
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Wie in 1 gezeigt ist, weist die Einrichtung der variablen Turbinengeometrie 12 beispielsweise einen ersten und zweiten Schaufellagerring 26, 28 auf, zwischen denen die beweglichen bzw. drehbaren Leitschaufeln 24 angeordnet sind. Zwischen den beiden Schaufellagerringen 26, 28 ist des Weiteren eine Distanzhülse 30 vorgesehen, um den Abstand zwischen den beiden Schaufellagerringen 26, 28 einzustellen. Im Anschluss an den ersten Schaufellagerring 26, 28 ist ein Wälzkörperelement 32 angeordnet, das in einem Distanzelement 34 teilweise aufgenommen ist. Des Weiteren ist ein Verstellringelement 36 vorgesehen, das auf der Außenseite 38 des Wälzkörperelements 32 abrollen kann. Die Leitschaufeln 24 sind mit einer Hebelelementeinrichtung 40 versehen, die für jede Leitschaufel 24 ein Hebelelement aufweist, das mit dem Verstellringelement 36 gekoppelt ist. Durch Drehendes Verstellringelements 36 kann die damit gekoppelte Hebelelementeinrichtung 40 bewegt werden und die Leitschaufeln 24 können entsprechend gedreht werden, um den Strömungsquerschnitt der Turbine geeignet einzustellen. Die Leitschaufeln 24 sind hierzu zwischen dem Strömungsgehäuse 42 und der Turbine angeordnet, wie in 1 gezeigt ist.
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Gemäß der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform werden Teile der Einrichtung der variablen Turbinengeometrie VTG 12, also die beiden Schaufellagerringe 26, 28, die dazwischen vorgesehene Distanzhülse 30, das Wälzkörperelement 32 und das Distanzelement 34 mit einem Befestigungselement 44 an dem Turboladergehäuse befestigt. Genauer gesagt, werden diese Teile über das Befestigungselement 44 beispielsweise an dem Lagergehäuse 20 festgeschraubt. Als Befestigungselement 44 wird gemäß der ersten Ausführungsform eine Schraube 46 bzw. eine Befestigungsschraube verwendet, wie in 1 gezeigt ist.
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Im Gegensatz zum Stand der Technik, wie er zuvor beschrieben wurde, wird hier das Walzkörperelement 32 nicht auf einem separaten Stift gesondert gelagert, sondern auf einem Befestigungselement 44, hier einer Befestigungsschraube 46, der Einrichtung der variablen Turbinengeometrie 12. Dabei weisen die beiden Schaufellagerringe 26, 28, die Distanzhülse 30, das Wälzkörperelement 32 und das Distanzelement 34 entsprechende Öffnungen 48 auf, durch die das Befestigungselement 44 hindurchgeführt wird, bevor es anschließend mit dem Lagergehäuse 20 fest verschraubt wird. Das Befestigungselement 44 weist hierzu an seinem Ende einen entsprechenden Gewindeabschnitt 50 auf, mit dem es in eine zugeordnete Bohrung 52 im Lagergehäuse 20 geschraubt wird.
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Des Weiteren kann der Schaft 54 des Befestigungselements 44 im Bereich der beiden Schaufellagerringe 26, 28 und der Distanzhülse 30 jeweils dünner ausgebildet sein als deren Öffnungen 48. Dadurch können beispielsweise Scherspannungen vermieden oder zumindest reduziert werden, die entstehen können, wenn sich beispielsweise die Schaufellagerringe 26, 28 und die dazwischen angeordnete Distanzhülse 30 unter der Einwirkung des heißen Abgasstroms stärker ausdehnen.
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Das Befestigungselement 44 kann auch wahlweise an seinem Schaft 54 jeweils einen Vorsprung 56, insbesondere einen umlaufenden Vorsprung im Bereich des ersten und/oder zweiten Schaufellagerrings 26, 28 und der Distanzhülse 30 aufweisen, um die Schaufellagerringe 26, 28 und. die Distanzhülse 30 zu justieren.
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Der Schaft 54 des Befestigungselements 44 kann beispielsweise so ausgelegt werden, dass Spannungen möglichst gleichmäßig über den Schaft 54 verteilt werden können. Grundsätzlich ist die Erfindung aber nicht auf die zuvor beschriebene Ausführungsform des Schraubenschafts 54 beschränkt. Der Schaft 54 kann z. B. in seiner Form und Dimensionierung beliebig ausgeführt werden, sofern das Wälzkörperelement 32 auf ihm angeordnet werden kann und die Schraube 46 zum Befestigen der Einrichtung der variablen Turbinengeometrie 12 eingesetzt werden kann. Dies gilt für alle Ausführungsformen der Erfindung, insbesondere auch für die nachfolgend beschriebene Stiftschraube mit Mutter.
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Das Wälzkörperelement 32 ist so ausgebildet, dass es sich um das Befestigungselement 44 bzw. den Schaft 54 der Schraube 46 drehen lässt. Die anderen Teile, also die beiden Schaufellagerringe 26, 28, die Distanzhülse 30 und das Distanzelement 34, sind dagegen fest und drehen sich im Wesentlichen nicht um das Befestigungselement 44. Auf der Außenseite 38 des Wälzkörperelements 32 ist das Verstellringelement 36 angeordnet. Das Verstellringelement 36 kann hierbei auf dem Wälzkörperelement 32 abwälzen, wobei sich das Wälzkörperelement 32, wie zuvor beschrieben, um den Schaft 54 des Befestigungselements 44 drehen kann.
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In 2 ist ein vergrößerter Ausschnitt der Befestigung der variablen Turbinengeometrie VTG gemäß 1 gezeigt. Wie zuvor beschrieben, ist das Befestigungselement 44 eine Befestigungsschraube 46. Diese liegt mit ihrem Schraubenkopf an dem zweiten Schaufellagerring 28 an und verspannt die Teile gegen das Lagergehäuse 20.
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Im vorliegenden Fall, wie er in 1 und 2 gezeigt ist, liegt das Distanzelement 34 an einem Absatz 58 des Lagergehäuses 20 an. Der Durchmesser des Schraubenschafts 54 ist im Bereich der Öffnung 48 des Distanzelements 34 beispielsweise kleiner ausgeführt. Grundsätzlich kann der Schaft 54 aber auch an der Öffnung 48 anliegen, zumindest in einem Abschnitt davon, um das Distanzelement 34 zusätzlich zu zentrieren. Des Weiteren kann das Wälzkörperelement 32 und/oder das Distanzelement 34 einen Absatz 60, 62 aufweisen. Wie in 2 gezeigt ist, ist das Verstellringelement 36 dabei zwischen den beiden Absätzen 60, 62 angeordnet. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass sich das Verstellringelement 36 in axialer Richtung ungewollt verschiebt.
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Des Weiteren ist in 3 eine perspektivische Ansicht eines Ausschnitts des Lagergehäuses 20 gezeigt, sowie eines Befestigungselements 44, eines Wälzkörperelements 32, eines Distanzelements 34 und des Verstellringelements 36. Aus Gründen der Übersichtlichkeit werden die beiden Schaufellagerringe, die Distanzhülse und die Leitschaufeln, sowie die Hebelelementeinrichtung nicht gezeigt.
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Wie in 3 dargestellt ist, kann das Verstellringelement 36 auf der Außenseite 38 des Wälzkörperelements 32 abwälzen. Das Wälzkörperelement 32 kann sich dabei um den Schaft 54 des Befestigungselements 44 drehen. Zum Einstellen bzw. Drehen der Leitschaufeln 24 weist das Verstellringelement 36 entsprechende Aussparungen 64 auf. Das Verstellringelement 36 kann dabei mit einer jeweiligen Aussparung 64 ein entsprechendes Hebelelement der Hebelelementeinrichtung 40 aufnehmen. Wird das Verstellringelement 36 über einen zugeordneten Aktuator (nicht dargestellt) betätigt bzw. gedreht, so dreht es dabei die Hebelelemente mit und die damit verbundenen Leitschaufeln 24. Auf diese Weise können die Leitschaufeln 24 in eine gewünschte Position gedreht werden, um einen vorbestimmten Strömungsquerschnitt der Turbine einstellen.
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In den 4, 5 und 6 ist eine zweite erfindungsgemäße Ausführungsform eines Turboladers 10 mit einer Einrichtung einer variablen Turbinengeometrie VTG 12 dargestellt. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform im Wesentlichen dadurch, dass das Befestigungselement 44 aus einer Stiftschraube 66 mit einer Mutter 68 am äußeren Ende besteht, während das Befestigungselement 44 gemäß der ersten Ausführungsform aus einer Schraube 46 mit einem Schraubenkopf besteht. Die zuvor gemachten Ausführungen zu der ersten Ausführungsform gelten entsprechend auch im Wesentlichen für die zweite Ausführungsform und umgekehrt.
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In 4 ist eine Schnittansicht eines Turboladers 10 gezeigt mit einer Einrichtung einer variablen Turbinengeometrie 12, gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung. Hierbei ist, wie in der ersten Ausführungsform, eine variable Turbinengeometrie vorgesehen, die beispielsweise einen ersten und zweiten Schaufellagerring 26, 28 aufweist, zwischen denen bewegliche bzw. drehbare Leitschaufeln 24 angeordnet sind.
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Zwischen den beiden Schaufellagerringen 26, 28 kann eine Distanzhülse 30 vorgesehen werden, über die der Abstand zwischen den beiden Schaufellagerringen 26, 28 eingestellt wird. Des Weiteren ist eine Hebelelementeinrichtung 40 vorgesehen 9 über die die Leitschaufeln 24 gedreht werden können. Darüber hinaus ist ein Wälzkörperelement 32 vorgesehen, das in einem Distanzelement 34 teilweise aufgenommen ist. Zwischen dem Distanzelement 34 und dem Wälzkörperelement 32 kann ein Verstellringelement 36 vorgesehen werden, zum Verstellen der Leitschaufeln 24, so dass ein jeweils gewünschter Turbinenquerschnitt eingestellt werden kann. Das Wälzkörperelement 32 und das Distanzelement 34 können hierzu jeweils einen Absatz oder Vorsprung 60, 62 aufweisen, zwischen dem das Verstellringelement 36 angeordnet ist.
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Im Gegensatz zu der ersten Ausführungsform werden die Teile der variablen Turbinengeometrie 12, also die beiden Schaufellagerringe 26, 28, die Distanzhülse 30, das Wälzkörperelement 32 und das Distanzelement 34 über ein Befestigungselement 44 in Form einer Stiftschraube 66 mit einer Mutter 68 an dem Lagergehäuse 20 befestigt bzw. verschraubt.
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Die Stiftschraube 66 weist hierzu an ihrem Ende einen Gewindeabschnitt 50 auf, mit dem sie in eine zugeordnete Bohrung 52 im Lagergehäuse 20 geschraubt wird. Am anderen Ende weist die Stiftschraube 66 ebenfalls einen Gewindeabschnitt 50 auf, an dem die Mutter 68 befestigt wird, um die Teile der variablen Turbinengeometrie 12 am Lagergehäuse 20 zu befestigen. Die Stiftschraube bzw. das Stiftelement 66 ist hierbei, wie die Schraube 46 der ersten Ausführungsform, im Bereich der beiden Schaufellagerringe 26, 28 und der Distanzhülse 30 dünner ausgebildet als deren Öffnungen 48. Auf diese Weise können beispielsweise Scherspannungen vermieden oder zumindest reduziert werden, wenn sich die Teile unter der Einwirkung des heißen Abgasstroms zu stark ausdehnen.
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Ebenso kann die Stiftschraube 66 an ihrem Schaft 54 beispielsweise jeweils einen Vorsprung 56 aufweisen, im Bereich des ersten und/oder zweiten Schaufellagerrings 26, 28 und der Distanzhülse 30, um die Schaufellagerringe 26, 28 und die Distanzhülse 30 zu justieren. Alternativ kann statt des Vorsprungs 56 auch der äußere Abschnitt 70 der Stiftschraube 6.6 verlängert werden, wie in 4 dargestellt ist. Ein Teil des äußeren Abschnitts 70 ist mit einem Gewinde versehen, um die Mutter 68 aufzuschrauben, während der andere Teil beispielsweise kein Gewinde aufweist und in die Öffnung 48 des Schaufellagerings 28 hineinsteht, um diesen zu zentrieren. Grundsätzlich kann stattdessen auch der Gewindeabschnitt einfach verlängert werden und in die Öffnung 48 des Schaufellagerrings 28 hineinstehen.
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In 5 ist ein vergrößerter Ausschnitt der Befestigung der variablen Turbinengeometrie VTG gemäß 4 gezeigt. Das Wälzkörperelement 32 ist so ausgebildet, dass es sich um das Befestigungselement 44 drehen lässt. Die anderen Teile, d. h. die beiden Schaufellagerringe 26, 28, die Distanzhülse 30 und das Distanzelement 34, sind dagegen fest und drehen sich im Wesentlichen nicht um den Schaft 54 der Stiftschraube 66. Auf der Außenseite 38 des Wälzkörperelements 32 ist das Verstellringelement 36 angeordnet. Das Verstellringelement 36 kann dabei auf dem Wälzkörperelement 32 abwälzen oder abrollen, wobei sich das Wälzkörperelement 32, wie zuvor beschrieben, um den Schaft 54 der Stiftschraube 66 drehen kann.
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6 zeigt des Weiteren eine perspektivische Ansicht eines Ausschnitts des Lagergehäuses 20, sowie des Befestigungselements 44, des Wälzkörperelements 32, des Distanzelements 34 und des Verstellringelements 36. Wird das Verstellringelement 36 zum Drehen der Leitschaufeln 24 gedreht, so kann es hierbei auf der Außenseite 38 des Wälzkörperelements 32 abwälzen. Das Wälzkörperelement 32 ist hierbei um den Schaft 54 der Stiftschraube 66 drehbar ausgebildet. Wie in 5 gezeigt ist, weist der Schaft 54 der Stiftschraube 66 zwei Auflageflächen 72 für das Wälzlagerelement 32 auf, um die das Wälzlagerelement 32 drehen kann.
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Um die Leitschaufeln 24 der Einrichtung der variablen Turbinengeometrie 12 in eine vorbestimmte Position zu drehen, um den Strömungsquerschnitt der Turbine geeignet einzustellen, weist das Verstellringelement 36 entsprechende Aussparungen 64 auf. Das Verstellringelement 36 nimmt dabei mit einer jeweiligen Aussparung 64 ein entsprechendes Hebelelement der Hebelelementeinrichtung 40 auf. Wird, wie zuvor beschrieben, das Verstellringelement 36 gedreht, so bewegt es das jeweilige Hebelelement entsprechend mit und mit ihm die zugeordnete Leitschaufel 24. Das Verstellringelement 36 wird hierbei über einen geeigneten Aktuator (nicht dargestellt) gedreht.
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Wie in der ersten Ausführungsform weist auch in der zweiten Ausführungsform das Distanzelement 34 eine entsprechende Aufnahme 74 für das Wälzkörperelement 32 auf. Dabei wird ein Bereich des Wälzkörperelements 32 freigelassen, auf dem das Verstellringelement 36 abwälzen kann.
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Indem das Wälzkörperelement 32 nicht mehr auf einem separaten Stift läuft, sondern stattdessen auf einem Befestigungselement 44 der Einrichtung der variablen Turbinengeometrie VTG 12, können die Herstellungskosten verringert werden. Hierbei kann gleichzeitig mindestens die gleiche Funktionalität erzielt werden.
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Dies kann außerdem unterstützt werden, indem der Werkstoff oder die Werkstoffkombination, die aufgrund der Betriebstemperatur für die Verschraubungen verwendet werden, vergleichbar oder ähnlich dem Werkstoff oder der Werkstoffkombination sind aus dem die Stifte 66 sind.
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Als Werkstoffe für das Befestigungselement 44, also die Befestigungsschraube oder die Stiftschraube, kann beispielsweise Nimonic 80, 90, 100, 110 sowie andere hochtemperaturbeständige Schraubenwerkstoffe verwendet werden.
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Das Wälzkörperelement 32 kann beispielsweise ein Drehteil aus einem entsprechend temperaturbestandigen Metall oder einer Metalllegierung sein oder auch ein Sinterteil. Des Weiteren kann das Wälzkörperelement 32 auch aus einer Werkstoffkombination hergestellt werden, die einerseits entsprechend temperaturbeständig ist und andererseits ein Drehen des Wälzkörperelements 32 auf dem Befestigungselement 44 erlaubt und ein Abwälzen des Verstellringelements 36.
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Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand der bevorzugten Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar. Die zuvor beschriebenen Ausführungsformen sind dabei miteinander kombinierbar, insbesondere einzelne Merkmale davon.
