DE102008032497A1

DE102008032497A1 - Sliding sleeve system for use in turbine wheel entrance of turbo-charger of motor vehicle, has vertical section profile arranged at distance and parallel to base-side basic profile, and changed with respect to basic profile

Info

Publication number: DE102008032497A1
Application number: DE200810032497
Authority: DE
Inventors: Thomas Dipl.-Ing. Kuhn
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2008-07-05
Filing date: 2008-07-05
Publication date: 2010-01-07

Abstract

The system has a control device with a base and a rotor blade element (18), where the blade element has a base-side basic profile (G). The rotor blade element is extended from the base along a component axis of the control device over a predetermined blade height. A sliding sleeve is moved relative to the control device, and comprises a receiver in which the rotor blade element is accommodated. A vertical section profile (HS) arranged at a distance and parallel to the base-side basic profile is changed with respect to the basic profile.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schiebehülsensystem zur Anordnung im Bereich eines Turbinenradeintritts einer Turbine eines Abgasturboladers der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Leiteinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 2 sowie eine Schiebehülse der im Oberbegriff des Patentanspruchs 10 angegebenen Art.The The invention relates to a sliding sleeve system for arrangement in the region of a turbine wheel inlet of a turbine an exhaust gas turbocharger in the preamble of claim 1 specified type. The invention further relates to a guide according to the generic term of the patent claim 2 and a sliding sleeve in the preamble of Patent claim 10 specified type.

Ein derartiges Schiebehülsensystem ist bereits aus dem Kraftfahrzeugserienbau bekannt und umfasst eine Leiteinrichtung mit einem Grundkörper und zumindest einem Leitschaufelelement, das ein grundkörperseitiges Grundprofil besitzt und sich ausgehend vom Grundkörper entlang einer Bauteilachse der Leiteinrichtung über eine vorgegebene Schaufelhöhe erstreckt. Weiterhin umfasst das Schiebehülsensystem eine relativ zur Leiteinrichtung bewegbare Schiebehülse, welche wenigstens eine Aufnahme aufweist, in welcher das zugeordnete Leitschaufelelement zumindest abschnittsweise aufnehmbar ist. Das Schiebehülsensystem wird üblicherweise innerhalb eines Turbinengehäuses im Bereich eines Turbinenradeintritts einer Turbine eines Abgasturboladers angeordnet und dient zur Führung eines durch einen oder mehrere Spiralkanäle auf ein Turbinenrad der Turbine geleiteten Abgasstroms. Die Leiteinrichtung kann dabei durch Bewegen der Schiebehülse bedarfsweise mehr oder weniger überdeckt werden, wobei das wenigstens eine Leitschaufelelement in seine zugeordnete Aufnahme der Schiebehülse eintaucht. Hierdurch wird der Strömungsquerschnitt zum Turbinenrad mehr oder weniger freigegeben, so dass unterschiedliche Abgasmassenströme bzw. Drehzahlbereiche einer zugeordneten Brennkraftmaschine berücksichtigt werden können.One Such sliding sleeve system is already known from the motor vehicle series and includes a Guide device with a basic body and at least one vane element, which is a Grundkörperseitiges Basic profile has and starting from the body along a component axis of the guide extends over a predetermined blade height. Furthermore, the sliding sleeve system comprises a movable relative to the guide sliding sleeve, which has at least one receptacle in which the associated vane element at least partially receivable. The sliding sleeve system becomes common inside a turbine housing arranged in the region of a turbine wheel inlet of a turbine of an exhaust gas turbocharger and serves as a guide one through one or more spiral channels on a turbine wheel of the turbine guided exhaust gas flow. The guide can move by the sliding sleeve If necessary, more or less covered be, wherein the at least one vane element in its associated Recording the sliding sleeve dips. As a result, the flow cross section to the turbine wheel more or less released, so that different exhaust gas mass flows or speed ranges an associated internal combustion engine can be considered.

Als nachteilig an den bekannten Schiebehülsensystemen ist dabei der Umstand anzusehen, dass die Schiebehülse zur Darstellung eines geringen Schluckvermögens der zugeordneten Turbine weit geschlossen werden muss. Dies führt jedoch zu einem schmalen Strömungsquerschnitt und infolge dessen zu hohen Strömungsverlusten und einem verringerten Wirkungsgrad der zugeordneten Turbine.When A disadvantage of the known sliding sleeve systems is the Considered circumstance that the sliding sleeve to represent a small absorption capacity the associated turbine has to be closed far. However, this leads to a narrow flow cross-section and as a result, too high flow losses and a reduced efficiency of the associated turbine.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Schiebehülsensysteme der eingangs genannten Art zu schaffen, welches einen verbesserten Wirkungsgrad seiner zugeordneten Turbine ermöglicht.task The present invention is therefore a sliding sleeve systems to provide the type mentioned, which has an improved efficiency its associated turbine allows.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Schiebehülsensystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, eine Leiteinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 2 sowie durch eine Schiebehülse mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben, wobei vorteilhafte Ausgestaltungen der Leiteinrichtung und der Schiebehülse – soweit anwendbar – als vorteilhafte Ausgestaltungen des Schiebehülsensystems anzusehen sind.The The object is achieved by a Sliding sleeve system with the features of claim 1, a guide with the features of claim 2 and by a sliding sleeve with the features of claim 10 solved. Advantageous embodiments with functional and non-trivial developments of the invention are in the respective dependent claims indicated, wherein advantageous embodiments of the guide and the sliding sleeve - where applicable - as advantageous Embodiments of the sliding sleeve system to be considered.

Ein Schiebehülsensystem, welches einen verbesserten Wirkungsgrad seiner zugeordneten Turbine ermöglicht, ist erfindungsgemäß dadurch geschaffen, dass wenigstens ein in einem Abstand und parallel zum Grundprofil angeordnetes Höhenschnittprofil des Leitschaufelelements verändert gegenüber dem Grundprofil ausgebildet ist. Mit anderen Worten ist das wenigstens eine Leitschaufelelement der Leiteinrichtung des Schiebehülsensystems im Gegensatz zum Stand der Technik nicht als Extrusionskörper ausgebildet, der formal durch das Verschieben des Grundprofils entlang eines achsparallel zur Bauteilachse verlaufenden, linearen Raumpfads beschreibbar ist. Das Leitschaufelelement des erfindungsgemäßen Schiebehülsensystems weist statt dessen ein über die Schaufelhöhe variierendes Höhenschnittprofil auf, das sich hinsichtlich seiner Größe und/oder seiner Form und/oder seiner abstandsbereinigten Lage bezüglich der Bauteilachse gegenüber dem Grundprofil unterscheidet. Auf diese Weise können die gewünschte Durchsatzspreizung und das Aufstauvermögen der zugeordneten Turbine aufgrund der erhöhten konstruktiven Freiheit der Leiteinrichtung bzw. des Leitschaufelelements optimal an die jeweiligen Gegebenheiten angepasst werden, wodurch eine verbesserte Strömungsführung und ein entsprechend verbesserter Wirkungsgrad der Turbine ermöglicht sind.One Sliding sleeve system, which improves the efficiency of its associated turbine allows is according to the invention created that at least one at a distance and parallel to Basic profile arranged vertical section profile changed the guide vane element compared to the Basic profile is formed. In other words, that's at least a vane element of the guide of the sliding sleeve system in contrast to the prior art, not formed as an extrusion body, formally by moving the basic profile along a axially parallel to the component axis running, linear Raumpfads writable is. The vane element of the sliding sleeve system according to the invention instead assigns one the blade height varying vertical section profile in terms of its size and / or shape and / or its distance adjusted position with respect to the component axis relative to the Basic profile differentiates. In this way, the desired throughput spread and the impounding power the associated turbine due to the increased structural freedom the guide or the vane element optimally to the be adapted to each situation, resulting in an improved Flow guidance and a correspondingly improved efficiency of the turbine are possible.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Leiteinrichtung für ein Schiebehülsensystem gemäß dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel, wobei ein verbesserter Wirkungsgrad einer dem Schiebehülsensystem zugeordneten Turbine erfindungsgemäß dadurch ermöglicht ist, dass wenigstens ein in einem Abstand und parallel zum Grundprofil angeordnetes Höhenschnittprofil des Leitschaufelelements verändert gegenüber dem Grundprofil ausgebildet ist. Die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Schiebehülsensystem vorgestellten Vorteile gelten entsprechend für die erfindungsgemäße Leiteinrichtung. Umgekehrt sind bevorzugte Ausgestaltungen der Leiteinrichtung und deren Vorteile – soweit anwendbar – als vorteilhafte Ausgestaltungen des Schiebehülsensystems anzusehen.One Another aspect of the invention relates to a guide for a sliding sleeve system according to the previous one Embodiment, wherein an improved efficiency of the sliding sleeve system associated turbine according to the invention thereby enables that at least one at a distance and parallel to the base profile arranged vertical section profile changed the guide vane element across from the basic profile is formed. The in connection with the sliding sleeve system according to the invention presented advantages apply correspondingly for the guide device according to the invention. Conversely, preferred embodiments of the guide and their advantages - as far as applicable - as to look at advantageous embodiments of the sliding sleeve system.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Höhenschnittprofil formal durch eine Kongruenzabbildung, insbesondere eine Parallelverschiebung entlang eines Verschiebungsvektors und/oder eine Drehung um ein Drehzentrum, und/oder formal durch eine Inkongruenzabbildung, insbesondere eine Verschiebung entlang eines nicht-linearen Raumpfads und/oder eine Skalierung und/oder eine Scherung, in das Grundprofil überführbar ist. Das Höhenschnittprofil kann mit anderen Worten formal als Abbildung des Grundprofils betrachtet werden, wobei alle Punkte des Grundprofils durch einen oder mehrere mathematische Operatoren in die Punkte des Höhenschnittprofils überführbar sind. Bei der Kongruenzabbildung handelt es sich dabei um eine geometrische Abbildung, bei der Form und Größe des abgebildeten Höhenschnittprofils unverändert bleiben, so dass dieses sich im Unterschied zum Stand der Technik lediglich hinsichtlich seiner abstandsbereinigten Lage bezüglich der Bauteilachse vom Grundprofil unterscheidet. Dabei kann vorgesehen sein, dass das Drehzentrum einer Drehung auf der Bauteilachse liegt. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die beiden Profile inkongruent aufeinander abbildbar sind, so dass sich Streckenverhältnisse und/oder Winkel zwischen dem Grundprofil und dem abgebildeten Höhenschnittprofil verändern.In an advantageous embodiment of the invention it is provided that the vertical section profile formally by a congruence mapping, in particular a parallel displacement along a displacement vector and / or a rotation about a center of rotation, and / or formally by a Inkongruenzab education, in particular a shift along a non-linear space path and / or a scaling and / or shear, can be converted into the basic profile. In other words, the vertical section profile can be formally regarded as an illustration of the basic profile, wherein all points of the basic profile can be converted into the points of the vertical section profile by one or more mathematical operators. In the case of the congruence mapping, this is a geometric image in which the shape and size of the illustrated vertical section profile remain unchanged, so that, in contrast to the prior art, this only differs from the basic profile in terms of its distance-adjusted position relative to the component axis. It can be provided that the center of rotation of a rotation is on the component axis. Alternatively or additionally, it can be provided that the two profiles can be mapped incongruently to each other, so that track conditions and / or angles between the base profile and the illustrated vertical section profile change.

Dabei kann in weiterer Ausgestaltung vorgesehen sein, dass ein Drehwinkel der Drehung in Abhängigkeit des Abstands gewählt ist. Dies ermöglicht es, beim relativen Bewegen einer der Leiteinrichtung zugeordneten Schiebehülse unterschiedliche Anström- bzw. Austrittswinkel für das Abgas bereitzustellen, wodurch das Aufstauverhalten einer mit der Leiteinrichtung versehenen Turbine besonders variabel einstellbar ist und entsprechend Wirkungsgradverbesserungen erzielt werden.there can be provided in a further embodiment that a rotation angle the rotation in dependence of the distance chosen is. This makes it possible when moving relative to one of the guide associated sliding sleeve different Airflow or exit angle for To provide the exhaust, whereby the Aufstauverhalten a with the guide provided turbine particularly variable adjustable and efficiency improvements are achieved accordingly.

Zusätzliche Vorteile ergeben sich, indem der Drehwinkel zwischen dem Grundprofil und einem Deckprofil des Leitschaufelelements, vorzugsweise kontinuierlich, zunehmend oder abnehmend gewählt ist. Mit anderen Worten ist das wenigstens eine Leitschaufelelement über seine Schaufelhöhe verdreht ausgeführt. Der Bereich des Grundprofils, der bei kleinen Abgasstromdurchsätzen mittels der zugeordneten Schiebehülse freigegeben werden kann, wird vorzugsweise ein geringer Drehwinkel verwendet. Entlang der Schaufelhöhe zum Schaufelende hin steigt bzw. sinkt der Drehwinkel in einem Maß, wie es für die gewünschte Durchsatzspreizung optimal ist. Somit muss im Gegensatz zum Stand der Technik hohes Aufstauvermögen der zugeordneten Turbine nicht durch zumindest annäherndes Schließen der Schiebehülse dargestellt werden, sondern kann durch moderates Schließen und eine entsprechende Profilgestaltung des wenigstens einen Leitschaufelelements erzielt werden. Hierdurch wird der Wirkungsgrad der Turbine auf konstruktiv einfache Weise erheblich verbessert.additional Benefits arise by the angle of rotation between the basic profile and a cover profile of the vane element, preferably continuously, is chosen increasing or decreasing. In other words, this is at least one vane element over its blade height twisted executed. The area of the basic profile, which at small exhaust flow rates through the associated sliding sleeve can be released, preferably a small angle of rotation used. Along the blade height Towards the end of the blade, the angle of rotation increases or decreases to an extent, as is the case for the desired throughput spread optimal. Thus, in contrast to the prior art high Aufstauvermögen the associated turbine not by at least approximate Shut down the sliding sleeve can be represented, but can by moderately closing and a corresponding profile design of the at least one vane element be achieved. This will increase the efficiency of the turbine structurally simple way significantly improved.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Grundprofil und/oder das Höhenschnittprofil ein Tragflächenprofil, insbesondere ein symmetrisches Tragflächenprofil und/oder ein halbsymmetrisches Tragflächenprofil und/oder ein Keulenprofil und/oder ein S-Schlagtragflächenprofil, ist. Dies erlaubt eine besonders präzise Strömungsführung des Abgases und eine wirkungsgradoptimierte Beaufschlagung des Turbinenrads der zugeordneten Turbine.In a further advantageous embodiment of the invention is provided that the base profile and / or the vertical section profile have an airfoil profile, in particular a symmetrical wing profile and / or a semi-symmetrical Wing profile and / or a lobe profile and / or an S-impact airfoil profile. This allows a particularly precise flow guidance of the Exhaust gas and an efficiency-optimized application of the turbine wheel of the associated turbine.

Dabei hat es sich weiterhin als vorteilhaft gezeigt, wenn der Grundkörper als Ring ausgebildet ist. Dies ermöglicht eine einfache Anordnung der Leiteinrichtung im Bereich des Turbinenradeintritts an einem Außenumfang des Turbinenrads. Die Bauteilachse der Leiteinrichtung bzw. des Grundkörpers verläuft dabei vorzugsweise koaxial mit einer Drehachse des Turbinenrads.there It has also been shown to be advantageous if the body as Ring is formed. this makes possible a simple arrangement of the guide in the area of the turbine wheel inlet on an outer circumference of the turbine wheel. The component axis of the guide or the Basic body runs thereby Preferably coaxial with a rotational axis of the turbine wheel.

Eine konstruktiv besonders einfache und stabile Ausbildung der Leiteinrichtung wird in weiterer Ausgestaltung dadurch erzielt, dass der Grundkörper und das zumindest eine Leitschaufelelement einteilig ausgebildet sind.A structurally particularly simple and stable design of the guide is achieved in a further embodiment, characterized in that the main body and the at least one vane element are integrally formed.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Grundkörper eine Mehrzahl von vorzugsweise gleichmäßig voneinander beabstandet angeordneten Leitschaufelelementen umfasst. Auf diese Weise ist eine besonders präzise und flexibel optimierbare Strömungsführung ermöglicht, wobei grundsätzlich jedes Leitschaufelelement unterschiedlich ausgebildet sein kann.In a further advantageous embodiment of the invention is provided that the main body a Plurality of preferably evenly spaced from each other arranged guide vane elements comprises. That way is a very precise and flexibly optimizable flow guidance allows being basically Each vane element can be designed differently.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Schiebehülse für ein Schiebehülsensystem gemäß dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel, wobei ein verbesserter Wirkungsgrad einer dem Schiebehülsensystem zugeordneten Turbine erfindungsgemäß dadurch ermöglicht ist, dass die wenigstens eine Aufnahme korrespondierend mit dem zumindest einen Leitschaufelelement der Leiteinrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele ausgebildet ist. Mit anderen Worten ist die Schiebehülse derart ausgebildet, dass ihre wenigstens eine Aufnahme geometrisch und/oder funktionell an eine Hüllkontur des wenigstens einen zugeordneten Leitschaufelelements der Leiteinrichtung angepasst ist und das wenigstens eine Leitschaufelelement zumindest abschnittsweise aufnehmen kann, wenn das Leitschaufelelement und die Schiebehülse relativ zueinander bewegt werden. Die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Schiebehülsensystem bzw. der erfindungsgemäßen Leiteinrichtung vorgestellten Vorteile gelten – soweit anwendbar – entsprechend für die erfindungsgemäße Schiebehülse.One Another aspect of the invention relates to a sliding sleeve for a sliding sleeve system according to the previous one Embodiment, wherein an improved efficiency of the sliding sleeve system associated turbine according to the invention thereby enables that the at least one receptacle corresponding to the at least one Guide vane element of the guide according to one of the preceding Embodiments formed is. In other words, the sliding sleeve is designed such that their at least one recording geometric and / or functional a hull contour the at least one associated vane element of the guide is adapted and the at least one vane element at least can accommodate sections when the vane element and the sliding sleeve be moved relative to each other. The in connection with the sliding sleeve system according to the invention or the guide device according to the invention presented benefits apply - as far as applicable - according to the sliding sleeve according to the invention.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Schiebehülse zumindest einen vorzugsweise scheibenförmig ausgebildeten und an einem Grundkörper angeordneten Deckkörper umfasst, in welchen die wenigstens eine Aufnahme eingebracht ist. Hierdurch ist ein modularer Aufbau und eine entsprechend einfache Anpassbarkeit der Schiebehülse an unterschiedlich ausgebildete Leitschaufelelemente ermöglicht, da die Schiebehülse aus dem einheitlichen Grundkörper gefertigt sein kann und lediglich der jeweils geeignete Deckkörper ausgewählt und am Grundkörper angeordnet werden muss. Auf diese Weise werden erhebliche Herstellungs- und Lagerhaltungskosteneinsparungen erzielt.In an advantageous embodiment of the invention it is provided that the sliding sleeve comprises at least one preferably disc-shaped and arranged on a base body cover body, in which the at least one Recording is introduced. As a result, a modular design and a correspondingly simple adaptability of the sliding sleeve to differently shaped guide vane elements is made possible because the sliding sleeve can be made of the unitary base body and only the respectively suitable cover body must be selected and arranged on the base body. In this way, significant manufacturing and storage cost savings are achieved.

Weitere Vorteile ergeben sich, indem der Deckkörper bewegbar, insbesondere drehbar und/oder verschiebbar, am Grundkörper der Schiebehülse gelagert ist. Beim relativen Bewegen des Leitschaufelelements in die Aufnahme des Deckkörpers ist es somit möglich, dass der Deckkörper in Abhängigkeit der Ausgestaltung des Höhenschnittprofils in die jeweils erforderliche Position bewegt wird. Die Aufnahme kann daher so klein wie möglich ausgebildet werden, wodurch Strömungsverluste während des Betriebs des Abgasturboladers zumindest weitgehend vermieden werden.Further Benefits arise by the cover body movable, in particular rotatable and / or displaceable, mounted on the main body of the sliding sleeve is. When moving the vane member relative to the receptacle of the cover body is it thus possible that the cover body dependent on the design of the vertical section profile is moved to the required position. The recording can therefore be as small as possible be formed, causing flow losses while the operation of the exhaust gas turbocharger is at least largely avoided become.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich anhand der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnungen, in welchen ähnliche oder funktionsverwandte Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen sind. Dabei zeigen:Further Advantages, features and details of the invention will be apparent from the following description of an embodiment and with reference the drawings, in which similar or functionally related elements with identical reference numerals are. Showing:

1 eine Perspektivansicht eines aus dem Stand der Technik bekannten Schiebehülsensystems mit einer Leiteinrichtung und einer Schiebehülse; 1 a perspective view of a known from the prior art sliding sleeve system with a guide and a sliding sleeve;

2 eine schematische Aufsicht eines Grundprofils und eines Höhenschnittprofils eines Leitschaufelelements einer erfindungsgemäßen Leiteinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel; 2 a schematic plan view of a base profile and a vertical section profile of a vane element of a guide device according to the invention according to an embodiment;

3 eine schematische Aufsicht des Grundprofils und eines Deckprofils des Leitschaufelelements der erfindungsgemäßen Leiteinrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel; 3 a schematic plan view of the base profile and a cover profile of the vane element of the guide device according to the invention according to a further embodiment;

4 eine schematische Frontalansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Schiebehülse; 4 a schematic front view of an embodiment of a sliding sleeve according to the invention;

5 eine schematische Perspektivansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Schiebehülse; 5 a schematic perspective view of another embodiment of the sliding sleeve according to the invention;

6 eine schematische Frontalansicht der in 5 gezeigten Schiebehülse, wobei die Schiebehülse in einem einer überwiegend geöffneten Stellung eines zugeordneten Schiebehülsensystems entsprechenden Zustand dargestellt ist; und 6 a schematic frontal view of in 5 shown sliding sleeve, wherein the sliding sleeve is shown in a predominantly open position of an associated sliding sleeve system corresponding state; and

7 eine schematische Frontalansicht der in 5 und 7 a schematic frontal view of in 5 and

6 gezeigten Schiebehülse, wobei die Schiebehülse in einem einer überwiegend geschlossenen Stellung des zugeordneten Schiebehülsensystems entsprechenden Zustand dargestellt ist. 6 shown sliding sleeve, wherein the sliding sleeve is shown in a predominantly closed position of the associated sliding sleeve system corresponding state.

1 zeigt eine Perspektivansicht eines aus dem Stand der Technik bekannten Schiebehülsensystems 10 zur Anordnung im Bereich eines Turbinenradeintritts einer Turbine eines Abgasturboladers (nicht gezeigt). Das Schiebehülsensystem 10 umfasst eine Leiteinrichtung 12 und eine Schiebehülse 14. Die Leiteinrichtung 12 weist ihrerseits einen ringförmigen Grundkörper 16 auf, welcher mehrere Leitschaufelelemente 18 trägt, die jeweils identische, grundkörperseitige Grundprofile G besitzen und sich ausgehend vom Grundkörper 16 entlang einer Bauteilachse B der Leiteinrichtung 12 über eine vorgegebene Schaufelhöhe H erstrecken. Die Bauteilachse B verläuft dabei nach dem Einbau des Schiebehülsensystems 10 bzw. der Leiteinrichtung 12 in die Turbine koaxial zu einer Drehachse eines Turbinenrads. Die Leitschaufelelemente 18 sind formal als Extrusionskörper ausgebildet bzw. können durch formales Verschieben des Grundprofils G über die Schaufelhöhe H entlang einer achsparallel zu Bauteilachse B verlaufenden Achse beschrieben werden. Mit anderen Worten sind alle Höhenschnittprofile HS (s. 2), die parallel zum Grundprofil G und in einem beliebigen Abstand zwischen dem Grundprofil G und einem Deckprofil D angeordnet sind, für jedes Leitschaufelelement 18 deckungsgleich und fluchten entlang von achsparallel zur Bauteilachse B verlaufenden Geraden mit dem Grundprofil G. Die Bauteilachse B stellt somit formal eine mehrzählige Drehachse der Leiteinrichtung 12 dar. Die Schiebehülse 14 des Schiebehülsensystems 10 umfasst mehrere Aufnahmen 20, in welchen jeweils ein zugeordnetes Leitschaufelelement 18 aufnehmbar ist. Zur Darstellung eines geringen Schluckvermögens der Turbine muss die Schiebehülse 14 entlang der Bauteilachse B auf die Leiteinrichtung 12 geschoben werden, was zu einem schmalen Strömungsquerschnitt und infolge dessen zu hohen Strömungsverlusten und geringem Wirkungsgrad der Turbine führt. 1 shows a perspective view of a known from the prior art sliding sleeve system 10 for arrangement in the region of a turbine wheel inlet of a turbine of an exhaust gas turbocharger (not shown). The sliding sleeve system 10 includes a guide 12 and a sliding sleeve 14 , The guide 12 in turn has an annular body 16 on which several vane elements 18 carries, each having identical, base body-side basic profiles G and starting from the main body 16 along a component axis B of the guide 12 extend over a predetermined blade height H. The component axis B runs after installation of the sliding sleeve system 10 or the guide 12 in the turbine coaxial with a rotational axis of a turbine wheel. The vane elements 18 are formally formed as extruded body or can be described by formal displacement of the base profile G on the blade height H along an axially parallel to component axis B extending axis. In other words, all vertical section profiles HS (s. 2 ), which are arranged parallel to the base profile G and at an arbitrary distance between the base profile G and a cover profile D, for each vane element 18 congruent and aligned along axially parallel to the component axis B extending straight line with the basic profile G. The component axis B thus represents formally a mehrzählige axis of rotation of the guide 12 dar. The sliding sleeve 14 of the sliding sleeve system 10 includes several shots 20 , in each of which an associated vane element 18 is receivable. To show a low absorption capacity of the turbine, the sliding sleeve 14 along the component axis B on the guide 12 be pushed, which leads to a narrow flow area and as a result to high flow losses and low efficiency of the turbine.

2 zeigt eine schematische Aufsicht eines Grundprofils G und eines gegenüber diesem parallel in einem Abstand angeordneten Höhenschnittprofils HS eines Leitschaufelelements 18 einer erfindungsgemäßen Leiteinrichtung 12 (nicht gezeigt) gemäß einem Ausführungsbeispiel. Der grundsätzliche Aufbau der Leiteinrichtung 12, die üblicherweise mehrere Leitschaufelelemente 18 umfasst, ist dabei aus der vorhergehenden Beschreibung zu entnehmen. Wie aus 2 erkennbar ist, handelt es sich beim Höhenschnittprofil HS und dem Grundprofil G um identisch ausgebildete Tragflächenprofile, wobei das Höhenschnittprofil HS jedoch gegenüber dem Grundprofil G formal parallelverschoben und um Drehwinkel verdreht ist, wobei die Drehachse mit der Bauteilachse B zusammenfällt. Form und Größe des Grundprofils G bleiben somit unverändert, jedoch ändert sich abstandsbereinigt die relative Lage des Höhenschnittprofils HS gegenüber der Bauteilachse B, so dass die beiden Profile G, HS im Unterschied zum Stand der Technik nicht fluchten. Die Parallelverschiebung erfolgt formal entlang eines achsparallel zur Bauteilachse B angeordneten Verschiebungsvektors. In Kombination mit der abstandsabhängigen Drehung ergibt sich die gezeigte Lageveränderung des Höhenschnittprofils HS. Der Drehwinkel der Drehung ist vorliegend in Abhängigkeit des Abstands der Schaufelhöhe kontinuierlich zunehmend gewählt, so dass sich eine Verdrehung des Leitschaufelelements 18 über seine Schaufelhöhe H ergibt. Im Bereich des Grundprofils G, das in der Turbine durch Bewegen der zugeordneten Schiebehülse 16 (s. 3) bei kleinen Abgasmasseströmen freigegeben wird, wird ein flacher Drehwinkel verwendet. Zum Deckprofil D hin steigt der Drehwinkel in dem Maß, wie es für die gewünschte Durchsatzspreizung des zugeordneten Abgasturboladers optimal ist. Somit muss ein hohes Aufstauvermögen der Turbine des Abgasturboladers im Gegensatz zum Stand der Technik nicht durch starkes Schließen des Strömungsquerschnitts mittels der Schiebehülse 16 mit entsprechender Verschlechterung des Wirkungsgrads erzeugt werden, sondern wird bereits durch moderates Schließen in Verbindung mit den flachen Austrittswinkeln an den Leitschaufelelementen 18 erzielt. Alternativ kann vorgesehen sein, dass das Höhenschnittprofil HS formal durch eine Verschiebung entlang eines nicht-achsparallelen Verschiebungsvektors bzw. Raumpfads, Skalierungen, Scherungen oder durch mehrere, gegebenenfalls inkongruente Abbildungsoperationen in das Grundprofil G überführbar ist. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass zwei oder mehr Leitschaufelelemente 18 der Leiteinrichtung 12 voneinander unterschiedlich ausgebildet sind. 2 shows a schematic plan view of a base profile G and with respect to this parallel spaced at a height profile HS of a vane element 18 a guide device according to the invention 12 (not shown) according to an embodiment. The basic structure of the guide 12 , which usually has several vane elements 18 covers, it can be seen from the foregoing description. How out 2 It can be seen that the vertical section profile HS and the basic profile G are identically formed airfoil profiles, the height section profile HS, however, being opposite the Basic profile G is formally parallel offset and rotated by rotation angle, wherein the axis of rotation coincides with the component axis B. Shape and size of the basic profile G thus remain unchanged, but changes the distance between the relative position of the vertical section profile HS relative to the component axis B, so that the two profiles G, HS are not aligned in contrast to the prior art. The parallel displacement takes place formally along a displacement vector which is arranged parallel to the axis of the component B. In combination with the distance-dependent rotation results in the shown change in position of the vertical section profile HS. In the present case, the angle of rotation of the rotation is continuously selected as a function of the distance of the blade height, so that a rotation of the vane element 18 about his blade height H results. In the area of the basic profile G, which is in the turbine by moving the associated sliding sleeve 16 (S. 3 ) is released at small exhaust gas mass flows, a shallow rotation angle is used. Towards the cover profile D, the angle of rotation increases to the extent that is optimal for the desired throughput spread of the associated exhaust-gas turbocharger. Thus, a high Aufstauvermögen the turbine of the exhaust gas turbocharger in contrast to the prior art not by strong closing of the flow cross section by means of the sliding sleeve 16 are produced with a corresponding deterioration of the efficiency, but is already by moderate closing in conjunction with the flat exit angles at the vane elements 18 achieved. Alternatively, it can be provided that the vertical section profile HS can be formally converted into the basic profile G by a displacement along a non-axis-parallel displacement vector or space path, scalings, shears or by several, possibly incongruent, mapping operations. Furthermore, it can be provided that two or more vane elements 18 the guide 12 are formed differently from each other.

3 zeigt eine schematische Aufsicht des Grundprofils G und eines gegenüber diesem parallel in einem Abstand angeordneten Deckprofils D des Leitschaufelelements 18 der erfindungsgemäßen Leiteinrichtung 12 (nicht gezeigt) gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. Analog zum in 2 erläuterten Ausführungsbeispiel handelt es sich beim Höhenschnittprofil HS bzw. dem Deckprofil D und dem Grundprofil G um grundsätzlich identisch ausgebildete Tragflächenprofile, die formal durch eine Parallelverschiebung und eine Drehung um ein Drehzentrum ineinander überführbar sind. Im Unterschied zum in 2 erläuterten Ausführungsbeispiel sind die einzelnen Höhenschnittprofile HS bzw. das Deckprofil D jedes Leitschaufelelements 18 nicht um die Bauteilachse B der Leiteinrichtung 12, sondern um jeweilige, senkrecht auf dem Grundprofil G stehende bzw. achsparallel zur Bauteilachse B angeordnete Achsen III verdreht. 3 shows a schematic plan view of the base profile G and with respect to this parallel spaced at a distance cover profile D of the vane element 18 the guide device according to the invention 12 (not shown) according to another embodiment. Analogous to in 2 explained embodiment, it is the vertical section profile HS or the cover profile D and the base profile G to basically identical trained airfoils, which are formally translated into one another by a parallel displacement and rotation about a center of rotation. Unlike in 2 explained embodiment, the individual vertical section profiles HS and the cover profile D of each vane element 18 not around the component axis B of the guide 12 but rotated relative to respective, perpendicular to the base profile G or axially parallel to the component axis B arranged axes III.

4 zeigt eine schematische Frontalansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Schiebehülse 14, die entlang der Bauteilachse B der erfindungsgemäßen Leiteinrichtung 12 ausgerichtet ist. Damit die in einen Grundkörper 22 eingebrachten Aufnahmen 20 der Schiebehülse 14 geometrisch noch über die Leitschaufelelemente 18 der erfindungsgemäßen Leiteinrichtung 12 passen, sind die Aufnahmen 20 korrespondierend mit entsprechenden Hüllkurven der einzelnen Leitschaufelelemente 18 ausgebildet, so dass die Leitschaufelelemente 18 vollständig in die jeweilige Aufnahme 20 eingeschoben werden können. 4 shows a schematic frontal view of an embodiment of a sliding sleeve according to the invention 14 along the component axis B of the guide device according to the invention 12 is aligned. So that in a basic body 22 introduced recordings 20 the sliding sleeve 14 geometrically still over the vane elements 18 the guide device according to the invention 12 fit, are the shots 20 corresponding to corresponding envelopes of the individual vane elements 18 formed so that the vane elements 18 completely in the respective recording 20 can be inserted.

5 zeigt eine schematische Perspektivansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Schiebehülse 14, wobei zusätzlich Teile von in den Aufnahmen 20 angeordneten Leitschaufelelementen 18 einer erfindungsgemäßen Leiteinrichtung 12 dargestellt sind. Die Leitschaufelelemente 18 sind dabei gemäß dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ausgebildet. In 5 ist insbesondere der im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildete Grundkörper 22 der Schiebehülse 14 erkennbar. Im Unterschied zum vorhergehenden Ausführungsbeispiel umfasst die Schiebehülse 14 vorliegend mehrere scheibenförmig ausgebildete Deckkörper 24, in welche jeweils eine Aufnahme 20 eingebracht ist. Die Deckkörper 24 sind ihrerseits drehbar am Grundkörper 22 der Schiebehülse 14 gelagert, so dass die Deckkörper 24 beim Eintauchen der Leitschaufelelemente 18 in die Aufnahmen 20 gegenüber dem Grundkörper 22 verdreht und in die erforderliche Position bewegt werden können, um die jeweiligen Höhenschnittprofile HS der Leitschaufelelemente 18 aufzunehmen. Die Aufnahmen 20 müssen daher nicht wie im in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel entsprechend einer Hüllkurve der Leitschaufelelemente 18 ausgebildet werden, sondern können ein im Wesentlichen den Höhenschnittsprofilen HS entsprechendes Profil aufweisen. Auf diese Weise werden Strömungsverluste während des Betriebs eines mit dem erfindungsgemäßen Schiebehülsensystem 10 versehenen Abgasturboladers zuverlässig vermieden. 5 shows a schematic perspective view of another embodiment of the sliding sleeve according to the invention 14 In addition, parts of in the shots 20 arranged guide vane elements 18 a guide device according to the invention 12 are shown. The vane elements 18 are in accordance with the in 3 formed embodiment shown. In 5 is in particular the substantially hollow cylindrical basic body 22 the sliding sleeve 14 recognizable. In contrast to the previous embodiment, the sliding sleeve comprises 14 in the present case a plurality of disk-shaped cover bodies 24 , in each of which a recording 20 is introduced. The cover body 24 are in turn rotatable on the body 22 the sliding sleeve 14 stored so that the cover body 24 when immersing the vane elements 18 in the recordings 20 opposite the main body 22 can be rotated and moved to the required position to the respective vertical section profiles HS of the vane elements 18 take. The pictures 20 therefore do not need as in 4 shown embodiment according to an envelope of the vane elements 18 may be formed, but may have a substantially corresponding to the vertical section profiles HS corresponding profile. In this way, flow losses during operation of a sliding sleeve system according to the invention 10 provided exhaust gas turbocharger reliably avoided.

6 zeigt eine schematische Frontalansicht der in 5 gezeigten Schiebehülse 14. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind die Leitschaufelelemente 18 nicht abgebildet, so dass die in den Deckkörpern 24 eingebrachten Aufnahmen 20 erkennbar sind. Die Schiebehülse 14 ist in einem einer überwiegend geöffneten Stellung eines zugeordneten Schiebehülsensystems entsprechenden Zustand dargestellt. Da die Leitschaufelelemente 18 der zugeordneten Leitschaufeleinrichtung 12 zum Schaufelende bzw. zum Deckprofil D hin steigende Drehwinkel aufweisen, ergeben sich bei weit zurückgezogener und annähernd vollständig geöffneter Schiebehülse 14 entsprechend steile Austrittswinkel mit gegenüber einem vollständig geschlossenen Zustand stark verdrehten Deckkörpern 24. 6 shows a schematic front view of the in 5 shown sliding sleeve 14 , For clarity, the vane elements 18 not pictured, so that in the cover bodies 24 introduced recordings 20 are recognizable. The sliding sleeve 14 is shown in a state of a predominantly open position of an associated sliding sleeve system corresponding state. Since the vane elements 18 the associated vane means 12 have towards the end of the blade or to the cover profile D increasing angle of rotation, arise at far retracted and Almost completely open sliding sleeve 14 Corresponding steep exit angle with respect to a completely closed state strongly twisted cover bodies 24 ,

7 zeigt schließlich eine schematische Frontalansicht der in 5 und 6 gezeigten Schiebehülse 14, wobei die Schiebehülse 14 in einem einer überwiegend geschlossenen Stellung des zugeordneten Schiebehülsensystems entsprechenden Zustand dargestellt ist. Da die Leitschaufelelemente 18 der zugeordneten Leitschaufeleinrichtung 12 zum Schaufelfuß bzw. zum Grundprofil G hin abnehmende Drehwinkel aufweisen, ergeben sich bei wenig zurückgezogener und zumindest annähernd geschlossener Schiebehülse 14 entsprechend flache Austrittswinkel mit gegenüber dem vollständig geschlossenen Zustand geringfügig verdrehten Deckkörpern 24 und Aufnahmen 20. Somit muss ein hohes Aufstauvermögen des Abgasturboladers im Unterschied zum Stand der Technik nicht durch annähernd vollständiges Schließen der Schiebehülse 14 erzeugt, sondern kann durch moderates Schließen in Verbindung mit den flachen Austrittswinkeln der Leitschaufelelemente 18 bereitgestellt werden. Hierdurch wird aufgrund der verringerten Strömungsverluste eine entsprechende Wirkungsgradsteigerung erzielt. 7 finally shows a schematic frontal view of in 5 and 6 shown sliding sleeve 14 , wherein the sliding sleeve 14 is shown in a state of a predominantly closed position of the associated sliding sleeve system corresponding state. Since the vane elements 18 the associated vane means 12 have decreasing angle of rotation to the blade root or the base profile G, resulting in little retracted and at least approximately closed sliding sleeve 14 correspondingly flat exit angle with respect to the fully closed state slightly twisted cover bodies 24 and recordings 20 , Thus, a high Aufstauvermögen the exhaust gas turbocharger unlike the prior art not by almost complete closing of the sliding sleeve 14 but can be achieved by moderately closing in conjunction with the shallow exit angles of the vane elements 18 to be provided. As a result, a corresponding increase in efficiency is achieved due to the reduced flow losses.

Claims

Sliding sleeve system ( 10 ) for arrangement in the region of a turbine wheel inlet of a turbine of an exhaust gas turbocharger, with a guide device ( 12 ), which a basic body ( 16 ) and at least one vane element ( 18 ), which has a basic body-side basic profile (G) and starting from the main body ( 16 ) along a component axis (B) of the guide ( 12 ) extends over a predetermined blade height (H), and with a relative to the guide ( 12 ) movable sliding sleeve ( 14 ), which at least one receptacle ( 20 ) in which the associated vane element ( 18 ) is at least partially receivable, characterized in that at least one at a distance and parallel to the base profile (G) arranged vertical section profile (HS) of the vane element ( 18 ) is formed opposite to the base profile (G).

Guide device ( 12 ) for a sliding sleeve system ( 10 ) according to claim 1, having a basic body ( 16 ) and at least one vane element ( 18 ), which has a basic body-side basic profile (G) and starting from the main body ( 18 ) along a component axis (B) of the guide ( 12 ) over a predetermined blade height (H), characterized in that at least one at a distance and parallel to the base profile (G) arranged vertical section profile (HS) of the vane element ( 18 ) is formed opposite to the base profile (G).

Guide device ( 12 ) according to claim 2, characterized in that the vertical section profile (HS) formally by a congruence mapping, in particular a parallel displacement along a displacement vector and / or rotation about a center of rotation, and / or formally by a Inkongruenzabbildung, in particular a displacement along a non-linear Space path and / or scaling and / or shear, in the basic profile (G) can be transferred.

Guide device ( 12 ) according to claim 2 or 3, characterized in that a rotation angle of the rotation in dependence of the distance of the blade height (H) is selected.

Guide device ( 12 ) according to claim 4, characterized in that the angle of rotation between the base profile (G) and a cover profile (D) of the vane element ( 18 ), preferably continuous, increasing or decreasing.

Guide device ( 12 ) according to one of claims 2 to 5, characterized in that the base profile (G) and / or the vertical section profile (HS) an airfoil, in particular a symmetrical airfoil and / or a semi-symmetrical airfoil and / or a club profile and / or S Impact airfoil profile, is.

Guide device ( 12 ) according to one of claims 2 to 6, characterized in that the basic body ( 16 ) is formed as a ring.

Guide device ( 12 ) according to one of claims 2 to 7, characterized in that the basic body ( 16 ) and the at least one vane element ( 18 ) are integrally formed.

Guide device ( 12 ) according to one of claims 2 to 8, characterized in that the basic body ( 16 ) a plurality of preferably uniformly spaced guide vane elements (US Pat. 18 ).

Sliding sleeve ( 14 ) for a sliding sleeve system ( 10 ) according to claim 1, with at least one receptacle ( 20 ) in which an associated vane element ( 18 ) a guide ( 12 ) is at least partially receivable, characterized in that the at least one receptacle ( 20 ) corresponding to the at least one vane element ( 18 ) of the guide ( 12 ) according to one of claims 2 to 9 is formed.

Sliding sleeve ( 14 ) according to claim 10, characterized in that this at least one preferably disc-shaped and on a base body ( 22 ) of the sliding sleeve arranged cover body ( 24 ) in which the at least one receptacle ( 20 ) is introduced.

Sliding sleeve ( 14 ) according to claim 11, characterized in that the at least one cover body ( 24 ), in particular rotatable and / or displaceable, on the base body ( 22 ) of the sliding sleeve ( 14 ) is stored.