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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Leitgitteranordnung eines Abgasturboladers
mit variabler Turbinengeometrie. Darüber hinaus betrifft
die vorliegende Erfindung einen Abgasturbolader mit variabler Turbinengeometrie
und ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Leitgitteranordnung
für oder in einem Abgasturbolader.
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Abgasturbolader
mit variabler Turbinengeometrie (VTG) haben sich in der Vergangenheit
als vorteilhaft zur Leistungssteigerung und zur Verbrauchsreduzierung
von Verbrennungskraftmaschinen erwiesen. Mit Hilfe der variablen
Turbinengeometrie lässt sich der Eintrittsquerschnitt,
unter welchem die heißen Abgase auf das Turbinenrad des Abgasturboladers
geleitet werden, variieren. Durch diese Maßnahme kann im
Gegensatz zu einem Abgasturbolader mit starrer, nicht verstellbarer
Turbinengeometrie die Geschwindigkeit des Ladedruckaufbaus in Abhängigkeit
von Motordrehzahl und Motorlast eingestellt werden. Es kann daher
bei einem Abgasturbolader mit variabler Turbinengeometrie bei jedem
Motorbetriebspunkt ein zügiger Ladedruckaufbau sichergestellt
werden. Nachteile eines Abgasturboladers mit starrer Turbinengeometrie
beim Ladedruckaufbau, wie beispielsweise der als Turboloch bezeichnete,
stark verzögerte Ladedruckaufbau bei niedrigen Motordrehzahlen,
können mit Hilfe eines Abgasturboladers mit variabler Turbinengeometrie effektiv
verhindert oder zumindest vermindert werden.
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Bei
marktüblichen Abgasturboladern mit VTG wird die variable
Turbinengeometrie durch ein verstellbares Leitgitter realisiert.
Ein derartiges Leitgitter besteht aus einem Kranz von Leitschaufeln
variabler Ausrichtung, der in einem schmalen, als Schaufelraum bezeichneten
Bereich zwischen dem Abgaszufuhrkanal der Turbine und dem Turbinenrotor
angeordnet ist.
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Um
eine effektive, verlustarme Lenkung des Abgasstroms zu ermöglichen,
darf der Schaufelraum nicht wesentlich breiter als die Höhe
der Leitschaufeln ausgebildet sein. Andererseits darf der Schaufelraum
aber auch nicht zu knapp bemessen sein, weil dann die Leitschaufeln
im Betrieb in Folge thermischer Bauteilverformungen klemmen könnten.
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Die
Druckschrift
EP 1 734
231 A1 beschreibt einen Turbolader mit variabler Turbinengeometrie, bei
welchem das verstellbare Leitgitter, wie oben beschrieben, durch
einen Kranz von Leitschaufeln variabler Ausrichtung gebildet wird.
Hier wird die Verstellbarkeit der Leitschaufeln durch die drehbare
Lagerung der Leitschaufeln in einem Trägerring, welcher auch
als Schaufellagerring bezeichnet wird, realisiert.
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1 zeigt
eine bekannte Leitgitteranordnung
1, wie sie z. B. in der
Druckschrift
EP 734
231 A1 beschrieben ist. Die Leitgitteranordnung
1 besteht aus
einem Schaufellagerring
2, in welchem mehrere VTG-Leitschaufeln
3 gelagert
sind. Die VTG-Leitschaufeln
3 sind mit Hilfe angeformter
Drehbolzen
4 in Ausnehmungen
5 des Schaufellagerings
2 drehbar gelagert.
Der Schaufellagerring
2 weist eine Dicke D0 auf, die das
Ein- bis Zweifache der Höhe H0 der VTG-Leitschaufeln
3 beträgt.
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Ein
derartiger Schaufellagerring wird typischerweise mit Hilfe spanender
Fertigungsverfahrens hergestellt. Zur spanenden Fertigung eines Schaufellagerrings
sind Drehvorgänge, Bohrvorgänge und unter Umständen
auch Fräsvorgänge erforderlich. Um den Schaufellagerring
mit Hilfe spanender Fertigungsverfahren herzustellen, müssen
eigens dafür vorgesehene Werkzeugmaschinen bereit gestellt
werden, was die Herstellung solcher Schaufellagerringe aufwändig
und kostenintensiv gestaltet.
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In
der Druckschrift
EP
1 394 364 B1 wird ein Schaufellagerring mit einem analogen
Aufbau zu dem in
1 gezeigten Schaufellagerring
beschrieben. Hier wird die Fertigung eines Schaufellagerrings mit
Hilfe eines Gießverfahrens vorgeschla gen. Bei einer Herstellung
des Schaufellagerings als Gussteil sind der Modell- und Formenbau,
die Bereitstellung eines geeigneten Schmelzofens sowie die bei einem Gussteil
erforderliche spanende Nachbearbeitung als wesentliche Kostenfaktoren
zu nennen. Auch die Fertigung eines Schaufellagerrings als Gussteil
ist folglich mit einem erheblichen Kostenaufwand verbunden.
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Vor
diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
eine alternative, im Vergleich zu marktüblichen Lösungen
preisgünstige Leitgitteranordnung zur Lagerung der VTG-Leitschaufeln eines
Abgasturboladers bereitzustellen. Darüber hinaus ist es
eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Abgasturbolader
mit einer solchen Leitgitteranordnung sowie ein Verfahren zur Herstellung
einer solchen Leitgitteranordnung bereitzustellen.
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Erfindungsgemäß wird
zumindest eine dieser Aufgaben durch eine Leitgitteranordnung mit
den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und/oder durch eine Leitgitteranordnung
mit den Merkmalen des Patentanspruchs 3 und/oder durch einen Abgasturbolader
mit den Merkmalen des Patentanspruchs 12 und/oder durch ein Verfahren
zur Herstellung einer Leitgitteranordnung mit den Merkmalen des
Patentanspruchs 13 gelöst.
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Demgemäß ist
eine Leitgitteranordnung eines Abgasturboladers mit variabler Turbinengeometrie
vorgesehen, die zumindest einen, aus mindestens einem Blechteil
gebildeten Trägerring zur Lagerung von VTG-Leitschaufeln
aufweist, wobei die VTG-Leitschaufeln in Ausnehmungen eines Trägerrings
drehbar gelagert sind.
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Darüber
hinaus ist eine Leitgitteranordnung eines Abgasturboladers mit variabler
Turbinengeometrie vorgesehen, die zumindest einen Trägerring aufweist,
der aus mindestens einem ringförmigen Bauteil gebildet
ist, und die VTG-Leitschaufeln aufweist, die in Ausnehmungen eines
Trägerrings drehbar gelagert sind, wobei das oder die ringförmigen Bauteile
jeweils eine axiale Ausdehnung aufweisen, die weniger als 75% der
Höhe der VTG-Leitschaufeln beträgt.
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Des
Weiteren ist erfindungsgemäß ein Abgasturbolader
vorgesehen, der einen turbinenseitigen Abschnitt mit einem Zufuhrkanal
zum Zuführen von Abgas aufweist, in welchem ein Turbinenrotor drehbar
gelagert ist und in welchem eine erfindungsgemäße
Leitgitteranordnung vorgesehen ist.
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Darüber
hinaus ist ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen
Leitgitteranordnung mit den folgenden Verfahrensschritten vorgesehen: Bereitstellen
zumindest eines Blechteils, Erzeugen eines Trägerrings
mit Ausnehmungen aus dem zumindest einen Blechteil, Bereitstellen
von VTG-Leitschaufeln, Einstecken der VTG-Leitschaufeln in die Ausnehmungen
eines Trägerrings.
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Die
der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Idee besteht darin,
eine Leitgitteranordnung mit zumindest einem aus mindestens einem
herkömmlichen Blechteil gebildeten Trägerring
zur drehbaren Lagerung der VTG-Leitschaufeln bereitzustellen, welcher
im Vergleich zu marktüblichen Trägerringen dünn
ausgeführt ist. Durch die Verwendung von aus Blech gefertigten,
im Vergleich zu marktüblichen Lösungen dünn
ausgeführten Trägerringen wird eine zügige
und gleichmäßige Durchwärmung der Trägerringe
im Betrieb sichergestellt. Hierdurch wird die Gefahr eines Verklemmens
der VTG-Leitschaufeln im Schaufelraum in Folge einer thermisch bedingten Verbiegung
des Trägerrings deutlich verringert. Darüber hinaus
lassen sich bei Verwendung solcher Trägerringe Materialeinsparungen
im Vergleich zu marktüblichen, dicker ausgeführten
Trägerringen realisieren. Diese Einsparungen an teurem,
hochwarmfestem Material ermöglichen eine im Vergleich zu
bekannten Lösungen preisgünstige Herstellung der
Leitgitteranordnung.
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Eine
weitere Idee der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Abgasturbolader
mit variabler Turbinengeometrie mit einer erfindungsgemäßen
Leitgitteranordnung bereitzustellen.
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Durch
den Einbau einer erfindungsgemäßen Leitgitteranordnung
in einen Abgasturbolader können die Gesamtherstellkosten
für einen Abgasturbolader im Vergleich zu marktüblichen
Abgasturboladern abgesenkt werden. Da durch Verwendung einer erfindungsgemäßen
Leitgitteranordnung die Gefahr des Verklemmens der VTG-Leitschaufeln
verringert wird, zeichnet sich ein Abgasturbolader mit einer solchen
Leitgitteranordnung gegenüber marktüblichen Abgasturboladern
zusätzlich durch eine höhere Betriebssicherheit
aus.
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Eine
weitere Idee der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur
Herstellung einer erfindungsgemäßen Leitgitteranordnung
bereitzustellen. Gegenüber herkömmlichen Verfahren
zur Herstellung einer Leitgitteranordnung zeichnet sich das erfindungsgemäße
Verfahren dadurch aus, dass die Trägerringe zur Lagerung
der VTG-Leitschaufeln aus herkömmlichen Blechteilen hergestellt
werden. Hierdurch lassen sich bei der Herstellung der Trägerringe Materialeinsparungen
im Vergleich zur spanenden Fertigung oder der Fertigung als Gussteil
erzielen. Bedingt durch diese Einsparungen an teurem, hochwarmfestem
Material ermöglicht das erfindungsgemäße
Verfahren eine im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren
kostengünstige Herstellung einer erfindungsgemäßen
Leitgitteranordnung.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand
der Unteransprüche sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf
die Zeichnungen.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weisen die zur Herstellung
der Trägerringe verwendeten Blechteile eine Dicke auf,
die weniger als 75% der Höhe der VTG-Leitschaufeln beträgt.
Bevorzugter liegt die Dicke der Blechteile unter 60% und noch bevorzugter
unter 50% der Höhe der VTG-Leitschaufeln. Eine derartige
Ausgestaltung der Trägerringe weist den Vorteil auf, dass
mit abnehmender Dicke der zur Herstellung der Trägerringe verwendeten
Blechteile eine zügigere und gleichmäßigere
Durchwärmung der Trägerringe sichergestellt ist,
und die Gefahr des Verklemmens der VTG- Leitschaufeln im Schaufelraum
in Folge thermisch bedingter Verbiegung der Trägerringe
zunehmend verringert wird. Des Weiteren können mit abnehmender Dicke
der zur Herstellung der Trägerringe verwendeten Blechteile
zunehmende Materialeinsparungen bei der Herstellung der Trägerringe
realisiert werden. Hieraus resultieren wiederum sinkende Herstellkosten
für die gesamte Leitgitteranordnung.
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In
einer typischen Ausgestaltung der Erfindung ist eine Leitgitteranordnung
vorgesehen, deren VTG-Leitschaufeln jeweils einen Schaufelteil sowie einen
daran angeformten Drehbolzen aufweisen. Durch eine derartige konstruktive
Ausgestaltung der VTG-Leitschaufeln können diese in einfacher
Weise in jeweiligen Ausnehmungen eines Trägerrings drehbar
gelagert werden.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist eine
Leitgitteranordnung vorgesehen, bei der die Blechteile zur Herstellung
der Trägerringe und die Ausnehmungen der Trägerringe
gestanzt und/oder genibbelt sind. Hierdurch ergeben sich Kostenvorteile
bei der Fertigung der Trägerringe und bei der Herstellung
der gesamten Leitgitteranordnung. Alternativ dazu können
die Blechteile zur Herstellung der Trägerringe und die
Ausnehmungen der Trägerringe natürlich auch mit
Hilfe eines oder mehrerer anderer, kostengünstiger Verfahren
wie z. B. mit einem weiteren Scherschneidverfahren, mit einem Keilschneidverfahren
(hierbei insbesondere mit einem Beißschneidverfahren) oder
mit einem Spaltverfahren hergestellt sein.
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In
einer ersten, allgemeinen Ausgestaltung der Erfindung ist eine Leitgitteranordnung
mit einem einzigen Trägerring vorgesehen, in dessen Ausnehmungen
die Drehbolzen der Leitschaufeln drehbar gelagert sind. Durch eine
derartige einseitige Lagerung der VTG-Leitschaufeln wird ein besonders
einfacher und kostengünstiger Aufbau der Leitgitteranordnung
ermöglicht.
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In
einer weiteren, bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist eine
Leitgitteranordnung mit zumindest zwei und insbesondere genau zwei
Trägerringen vorgesehen, zwischen denen die VTG-Leitschaufeln
sandwichartig angeordnet sind und in deren Ausnehmungen die Drehbolzen
der VTG-Leitschaufeln drehbar gelagert sind. Eine derartige zweiseitige
Lagerung der VTG-Leitschaufeln weist den Vorteil auf, dass trotz
der sehr schmal ausgeführten Trägerringe eine
große Stützweite zur Aufnahme von Kräften
an den VTG-Leitschaufeln zur Verfügung steht.
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In
einer weiteren, bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist eine
Leitgitteranordnung vorgesehen, bei der ein Trägerring
jeweils aus mehreren stapelförmig übereinander
liegenden Blechteilen gebildet ist, so dass der Trägerring
deckungsgleich übereinander liegende Ausnehmungen aufweist,
in welchen die Drehbolzen der VTG-Leitschaufeln drehbar gelagert
sind. Eine derartige konstruktive Gestaltung der Trägerringe
weist den Vorteil auf, dass auch bei einer einseitigen Lagerung
der VTG-Leitschaufeln eine große Stützweite zur
Aufnahme von Kräften an den VTG-Leitschaufeln zur Verfügung
steht.
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Gemäß einer
typischen Ausgestaltung der Erfindung ist eine Leitgitteranordnung
vorgesehen, bei welcher die Ausnehmungen eines Trägerrings
in gleichen radialen Abständen vom Mittelpunkt des Trägerrings
und gleichmäßig in Umfangsrichtung auf dem Trägerring
angebracht sind.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist eine
Leitgitteranordnung vorgesehen, die eine Verdrehsicherung aufweist,
die im eingebauten Zustand der Leitgitteranordnung im Turbolader
sicherstellt, dass die Leitgitteranordnung verdrehsicher im Turbinengehäuse
und/oder im Lagergehäuse des Turboladers befestigt ist.
Eine derartige Verdrehsicherung ist erforderlich, um die an den VTG-Leitschaufeln
anliegenden Kräfte an dem Turbinengehäuse und/oder
an dem Lagergehäuse des Turboladers abzustützen.
Typischerweise wird eine solche Verdrehsicherung durch eine Verschraubung eines Trägerrings
an dem Lager- und/oder an dem Turbinengehäuse realisiert.
Eine solche Verdrehsicherung kann z. B. aber auch als Nut- und Federverbindung
zwischen Lager- bzw. Turbinengehäuse und dem inneren bzw.
dem äußeren Rand eines Trägerrings ausgebildet
sein.
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Gemäß einer
besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist eine Leitgitteranordnung vorgesehen,
bei der der innere und/oder der äußere Rand eines
Trägerrings kreisförmig ausgebildet ist. Eine
derartige konstruktive Gestaltung eines Trägerrings ist
vorteilhaft, da sowohl der innerhalb eines Trägerrings
liegende Turbinenrotor als auch die außerhalb des Trägerrings
liegenden Gehäuseteile kreisförmige Konturen aufweisen.
Der innere und/oder der äußere Rand eines Trägerrings
kann jedoch – beispielsweise zur Realisierung einer Verdrehsicherung – selbstverständlich
auch mehreckig oder auf andere Weise ringförmig ausgebildet
sein.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist ein Verfahren
zur Herstellung einer Leitgitteranordnung vorgesehen, bei welchem
die Blechteile aus denen die Trägerringe hergestellt werden,
mit einem Scherschneidverfahren hergestellt werden. Die Fertigung
der Blechteile mit einem Scherschneidverfahren weist gegenüber
der spanenden Fertigung oder der Fertigung als Gussteil erhebliche
Kostenvorteile auf. Ein derartiges Scherschneidverfahren kann beispielsweise
ein Stanzverfahren oder ein Nibbelverfahren sein. Alternativ dazu können
die Blechteile zur Herstellung der Trägerringe und die
Ausnehmungen der Trägerringe natürlich auch mit
Hilfe eines oder mehrerer anderer, kostengünstiger Verfahren
wie z. B. mit einem weiteren Scherschneidverfahren, mit einem Keilschneidverfahren
(hierbei insbesondere mit einem Beißschneidverfahren) oder
mit einem Spaltverfahren hergestellt werden.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren
der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiele näher
erläutert. Es zeigen dabei:
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1 eine
schematische Schnittansicht einer bekannten Leitgitteranordnung;
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2A, 2B eine
schematische Schnittansicht bzw. eine schematische Draufsicht einer
ersten, allgemeinen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Leitgitteranordnung;
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3 eine
schematische Draufsicht einer beispielhaften Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Leitgitteranordnung;
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4 eine
schematische Schnittansicht einer bevorzugten Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Leitgitteranordnung;
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5 eine
schematische Schnittansicht einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Leitgitteranordnung;
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6 eine
beispielhafte, isometrische Ansicht eines Abgasturboladers mit variabler
Turbinengeometrie mit einer erfindungsgemäßen
Leitgitteranordnung.
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In
allen Figuren der Zeichnung sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente – sofern
nichts Anderes angegeben ist – mit gleichen Bezugszeichen
versehen worden.
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Die 2A und 2B zeigen
eine schematische Schnittansicht bzw. eine schematische Draufsicht
einer ersten, allgemeinen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Leitgitteranordnung 10. Die Leitgitteranordnung 10 umfasst
einen Trägerring 11 sowie mehrere VTG-Leitschaufeln 12,
die in dem Trägerring 11 drehbar gelagert sind.
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Der
Trägerring 11 ist hier aus einem einzigen Blechteil 18 gebildet
und weist einen inneren Rand 14 sowie einen äußeren Rand 15 auf.
Darüber hinaus weist der Trägerring 11 mehrere
Ausnehmungen 16 auf, die wie in 2B beispielhaft
gezeigt, in gleichen radialen Abständen vom Mittelpunkt
des Trägerrings 11 und gleichmäßig
in Umfangsrichtung auf dem Trägerring 11 angeordnet
sein können. Der Trägerring 11 und damit
auch das Blechteil 18 weisen eine Dicke D auf.
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Die
VTG-Leitschaufeln 12 besitzen eine Höhe H und
weisen zusätzlich an die VTG-Leitschaufeln angeformte Drehbolzen 13 auf.
Zur drehbaren Lagerung der VTG-Leitschaufeln 12 in dem
Schaufellagerring 11 sind die jeweils daran angeformten Drehbolzen 13 in
die Ausnehmungen 16 des Trägerrings 11 eingesteckt.
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Die
Dicke D des Blechteils 18 beträgt erfindungsgemäß weniger
als 75%, bevorzugter weniger als 60% der Höhe H der VTG-Leitschaufeln 12.
Typischerweise beträgt die Dicke des Blechteils 18 zwischen
3 mm und 6 mm.
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Durch
Verdrehung der in dem Trägerring 11 gelagerten
VTG-Leitschaufeln 12 kann der Strömungsquerschnitt
der Turbine für jeden Motorbetriebspunkt optimal eingestellt
werden. Bei niedrigen Motordrehzahlen oder bei Motorvolllast werden
die VTG-Leitschaufeln 12 in eine flache Stellung gebracht,
um den Strömungsquerschnitt der Turbine zu verkleinern
und in Folge der schneller strömenden Abgase einen zügigen
Ladedruckaufbau zu ermöglichen. Dahingegen werden bei Abgasüberschuss
an der Turbine die VTG-Leitschaufeln 12 in eine steilere Stellung
gebracht, um den Strömungsquerschnitt der Turbine zu verkleinern
und in Folge der langsamer strömenden Abgase den Ladedruck
zu begrenzen.
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Auf
Grund der Tatsache, dass die Turbine eines Abgasturboladers sehr
hohen Abgastemperaturen von z. B. bis zu 1050°C ausgesetzt
ist, werden bei der Herstellung der erfindungsgemäßen
Leitgitteranordnung 10 typischerweise hochwarmfeste Werkstoffe
verwendet. Die Leitgitteranordnung 10 kann daher beispielsweise
aus einem hochwarmfesten austenitischen Stahl mit hohem Chrom- und
Nickelanteil gefertigt sein. Zur Festigkeitssteigerung kann dem
hochwarmfesten austenitischen Stahl zusätzlich Molybdän,
Vanadium, Wolfram, Niob, Titan oder Bor zugesetzt sein. Darüber
hinaus ist es denkbar, die Leitgitteranordnung 10 aus einer
Nickelbasislegierung oder einem beliebigen anderen Werkstoff herzustellen,
der geeignet ist, den innerhalb des turbinenseitigen Abschnitts
des Turboladers vorherrschenden Abgastemperaturen standzuhalten.
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3 zeigt
eine schematische Draufsicht einer weiteren, beispielhaften Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Leitgitteranordnung 10.
Es ist wieder ein aus einem Blechteil 18 gebildeter Trägerring 11 vorgesehen,
in dessen Ausnehmungen mehrere VTG-Leitschaufeln 12 drehbar
gelagert sind. Wie beispielhaft gezeigt, weist der Trägerring 11 mehrere
am äußeren Rand 15 des Trägerrings 11 angebrachte
Nuten 17 auf, mit deren Hilfe eine verdrehsichere Anbringung
der Leitgitteranordnung 10 im Turbinengehäuse
und/oder im Lagergehäuse des Turboladers ermöglicht
wird.
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4 zeigt
eine schematische Schnittansicht einer bevorzugten Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Leitgitteranordnung 10.
Neben dem ersten, aus einem Blechteil 18 gebildeten Trägerring 11 ist
hierin ein zweiter, aus einem Blechteil 18 gebildeter Trägerring 19 vorgesehen.
Die VTG-Leitschaufeln 12 sind sandwichartig zwischen den
beiden Trägerringen 11 und 19 angeordnet,
so dass die VTG-Leitschaufeln 12 mit Hilfe der daran angeformten
Drehbolzen 13 zweiseitig in den Ausnehmungen 16 der
Trägerringe 11 und 19 drehbar gelagert
sind.
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5 zeigt
eine schematische Schnittansicht einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen Leitgitteranordnung 10. Hierin
ist ein einziger Trägerring 11 vorgesehen, welcher
durch drei stapelförmig übereinander angeordnete
Blechteile 18 gebildet wird. Der somit entstehende Trägerring 11 weist
deckungsgleich übereinander angeordnete Ausnehmungen 16 auf,
in denen die VTG-Leitschaufeln 12 mit Hilfe der daran angeformten
Drehbolzen 13 drehbar gelagert sind.
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6 zeigt
beispielhaft eine isometrische Ansicht eines Abgasturboladers 21 mit
einer erfindungsgemäßen Leitgitteranordnung 10.
Der Abgasturbolader 21 weist einen turbinenseitigen Abschnitt 22 auf.
Die erfindungsgemäße Leitgitteranordnung 10 ist
hier innerhalb des turbinenseitigen Abschnitts 22 des Abgasturboladers
zwischen einem Zufuhrkanal 23 zum Zuführen von
Abgas und einem drehbar gelagerten Turbinenrotor 24 angeordnet.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung vorstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele
beschrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern
auf vielfältige Art und Weise modifizierbar. So sei die
Erfindung nicht auf den in den vorstehenden Figuren dargestellten,
speziellen Aufbau der Leitgitteranordnung beschränkt. Vielmehr
kann eben diese Leitgitteranordnung auf beliebige Art und Weise
modifiziert werden, ohne dass vom grundlegenden Prinzip der Erfindung
abgewichen wird.
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Insbesondere
muss die Leitgitteranordnung nicht notwendigerweise, wie in den
Figuren gezeigt, mit lediglich einem oder zwei Trägerringen
gebildet werden, sondern kann natürlich auch drei oder
mehr Trägerringen aufweisen. Es versteht sich von selbst, dass
ein einzelner Trägerring nicht nur aus einem oder drei
Blechteilen sondern aus beliebig vielen stapelförmig übereinander
angeordneten Blechteilen gebildet werden kann, je nachdem, welche
Anforderungen an den Trägerring hinsichtlich seines thermomechanischen
Verhaltens und seiner mechanischen Belastbarkeit gestellt werden.
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Die
Drehbolzen der VTG-Leitschaufeln müssen nicht notwendigerweise
einstückig an den VTG-Leitschaufeln angeformt sein. Eine
einzelne VTG-Leitschaufel kann daher auch durch einen separaten
Drehbolzen sowie ein Schaufelteil gebildet werden, wobei die beiden
Bauteile in geeigneter Weise drehfest miteinander verbunden werden.
Für eine derartige Verbindung von Drehbolzen und Schaufelteil
bietet sich beispielsweise eine Passfederverbindung, eine Kegelstiftverbindung,
eine Schraubverbindung, eine Schweißverbindung, eine Lötverbindung
oder eine beliebige andere Verbindung an, die geeignet ist, bei
den innerhalb des turbinenseitigen Abschnitts des Abgasturboladers
vorherrschenden hohen Temperaturen eine zuverlässige, drehfeste Verbindung
von Drehbolzen und Schaufelteil zu gewährleisten.
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Der
innere und der äußere Rand eines Trägerrings
muss nicht notwendigerweise kreisförmig ausgebildet sein.
Der innere und/oder der äußere Rand des Trägerrings
können vielmehr – beispielsweise zur Realisierung
einer Verdrehsicherung – auch mehreckig oder auf andere
Weise ringförmig ausgebildet sein.
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Es
versteht sich von selbst, dass die Ausnehmungen zur Lagerung der
VTG-Leitschaufeln nicht in gleichen Abständen vom Mittelpunkt
des Trägerrings und gleichmäßig in Umfangsrichtung
auf dem Trägerring angeordnet sein müssen. Die
Ausnehmungen zur Lagerung der VTG-Leitschaufeln können
vielmehr in beliebiger Art und Weise auf einem Trägerring
angeordnet sein, solange sich unter Berücksichtigung der
Einbaubedingungen im turbinenseitigen Abschnitt des Turboladers
eine technisch sinnvolle Leitgitteranordnung ergibt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
-
- - EP 1734231
A1 [0005]
- - EP 734231 A1 [0006]
- - EP 1394364 B1 [0008]