DE102011083990A1 - Variable turbine- and/or compressor geometry for charging device i.e. exhaust gas turbocharger, has pin cylindrically formed and fixed at blade bearing ring via press fit, and axial fixation unit for guide rollers provided at pin - Google Patents
Variable turbine- and/or compressor geometry for charging device i.e. exhaust gas turbocharger, has pin cylindrically formed and fixed at blade bearing ring via press fit, and axial fixation unit for guide rollers provided at pin Download PDFInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine variable Turbinen- und/oder Verdichtergeometrie mit einem Schaufellagerring und drehbar daran bzw. darin gelagerten Leitschaufeln gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem eine mit einer derartigen variablen Turbinen- und/oder Verdichtergeometrie ausgestattete Ladeeinrichtung sowie ein Verfahren zur Montage einer derartigen variablen Turbinen- und/oder Verdichtergeometrie.The present invention relates to a variable turbine and / or compressor geometry with a vane ring and rotatably mounted therein or therein vanes according to the preamble of
Aus der
Aus der
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine gattungsgemäße variable Turbinen- und/oder Verdichtergeometrie eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch eine alternative, leichtgängige Lagerung eines Verstellrings und eine einfache Herstellung auszeichnet.The present invention is concerned with the problem of providing for a generic variable turbine and / or compressor geometry an improved embodiment, which is characterized in particular by an alternative, smooth-running mounting of an adjusting ring and a simple production.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This problem is solved according to the invention by the subject matters of the independent claims. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.
Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, bei einer an sich bekannten variablen Turbinen- und/oder Verdichtergeometrie mit einem Schaufellagerring, an dem mehrere Leitschaufeln drehbar gelagert sind, einen Verstellring zum Verstellen dieser Leitschaufeln über drehbar gelagerte Führungsrollen zu lagern, die ihrerseits auf drahtartig ausgebildeten und daher fertigungstechnisch einfach herzustellenden Stiften aufgezogen sind. Zumindest eine der Führungsrollen ist dabei drehbar gegenüber dem Schaufellagerring und drehbar am Stift gelagert ist, der erfindungsgemäß durchgehend zylindrisch mit gleichbleibendem Radius ausgebildet und über eine Presspassung am Schaufellagerring fixiert ist. Am Stift ist zudem eine nachträglich hergestellte Axialfixierung für die zugehörige Führungsrolle vorgesehen. Durch die zylindrische Gestalt des Stiftes mit gleichem Radius bzw. Durchmesser kann dieser äußerst kostengünstig gefertigt werden, wodurch im Vergleich zu einem einen Kopf aufweisenden Stift ein deutlicher Kostenvorteil erzielt werden kann. Durch die drehbare Lagerung der Führungsrollen kann eine besonders leichtgängige Lagerung des Verstellrings und damit eine besonders leichtgängige Verstellbarkeit der variablen Turbinen- und/oder Verdichtergeometrie erreicht werden, was zu bisher aus dem Stand der Technik bekannten Gleitlagerungen für den jeweiligen Verstellring deutlich von Vorteil ist. Durch die Presspassung zwischen dem Stift und dem Schaufellagerring kann zudem eine spielfreie Verbindung erzielt werden, was sich positiv auf eine Verstellkinematik auswirkt.The present invention is based on the general idea, in a known per se variable turbine and / or compressor geometry with a blade bearing ring on which a plurality of guide vanes are rotatably mounted to store an adjusting ring for adjusting these vanes on rotatably mounted guide rollers, which in turn on wire-like trained and therefore manufactured easily manufactured manufacturing pens are mounted. At least one of the guide rollers is rotatable relative to the blade bearing ring and is rotatably mounted on the pin, which is formed according to the invention continuously cylindrical with a constant radius and fixed via a press fit on the blade bearing ring. At the pin also a subsequently produced Axialfixierung is provided for the associated leadership role. Due to the cylindrical shape of the pin with the same radius or diameter of this can be made extremely inexpensive, which compared to a head having a pin a significant cost advantage can be achieved. Due to the rotatable mounting of the guide rollers, a particularly smooth mounting of the adjusting ring and thus a particularly smooth adjustment of the variable turbine and / or compressor geometry can be achieved, which is well known to date from the prior art slide bearings for the respective adjusting. By the interference fit between the pin and the blade bearing ring also a backlash-free connection can be achieved, which has a positive effect on an adjustment kinematics.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist die nachträglich hergestellte Axialfixierung als gestauchter Stiftkopf ausgebildet. Der Stift zur Lagerung der Führungsrollen kann somit auch in diesem Fall als kostengünstig herzustellender ”Draht” mit zylindrischer Gestalt ausgebildet werden, wodurch die Kosten zur Herstellung eines derartigen Stiftes vergleichsweise gering sind. Das Stauchen des Stiftkopfes, der dann ein unbeabsichtigtes Herabrutschen der Führungsrolle vom Stift verhindert, kann insbesondere maschinell und automatisiert ausgeführt werden, wodurch das Herstellen dieser nachträglichen Axialfixierung einerseits qualitativ hochwertig und andererseits kostengünstig möglich ist.In an advantageous development of the solution according to the invention, the subsequently produced axial fixing is formed as a compressed pin head. The pin for supporting the guide rollers can thus be formed in this case as inexpensive to produce "wire" with a cylindrical shape, whereby the cost of producing such a pin are relatively low. The upsetting of the pin head, which then prevents unintentional slipping of the guide roller from the pin, can be carried out in particular mechanically and automatically, whereby the production of these subsequent Axialfixierung one hand, high quality and on the other hand cost-effective.
Bei einer alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist die nachträglich hergestellte Axialfixierung als endseitig auf den Stift aufgeschobenes Element, insbesondere als O-Ring, ausgebildet. Ein derartiger O-Ring ist ebenfalls vergleichsweise kostengünstig und darüber hinaus ohne zusätzlichen maschinellen Aufwand auf den Stift aufzustecken, wobei eine derartige als O-Ring ausgebildete Axialfixierung, insbesondere bei einer variablen Turbinengeometrie, lediglich als Montagefixierung dient und nach der vollständigen Montage der variablen Turbinen- und/oder Verdichtergeometrie beispielsweise wieder entfernt werden kann. Bei einem turbinenseitigen Einsatz ist ein derartiges Entfernen nicht unbedingt erforderlich, da die dort auftretenden hohen Abgastemperaturen ein Verbrennen und dadurch ein selbsttätiges sich Auflösen der als O-Ring ausgebildeten Axialfixierung bewirken.In an alternative embodiment of the solution according to the invention, the subsequently produced axial fixing is designed as an end pushed onto the pin element, in particular as an O-ring. Such an O-ring is also relatively inexpensive and aufzustecken beyond also without additional mechanical effort on the pin, wherein such trained as an O-ring axial fixation, especially in a variable turbine geometry, only serves as a mounting fixture and after the complete assembly of the variable turbine and / or compressor geometry, for example, can be removed again. In a turbine-side use such removal is not essential, since the high exhaust gas temperatures occurring there cause burning and thus an automatic dissolution of the trained as O-ring axial fixation.
Bei einer alternativen Ausführungsform kann die nachträglich hergestellte Axialfixierung auch als endseitig auf den Stift aufgeschobenes, metallisches Element, beispielsweise als Zahnscheibe, ausgebildet sein. Derartige Zahnscheiben sind ebenfalls kostengünstig herzustellen und leicht zu montieren und sind darüber hinaus temperaturbeständig, so dass eine derartige Axialfixierung nicht nur als Montagefixierung dient, sondern auch bei einem turbinenseitigen Einsatz die dort auftretenden hohen Temperaturen problemlos erträgt. Die Ausbildung der Axialfixierung als Zahnscheibe bewirkt darüber hinaus einen deutlich vereinfachten Montagevorgang, da derartige Zahnscheiben einfach auf das freie Stiftende aufgeschoben werden können, ein selbsttätiges sich Lösen aber auf Grund der Verstemmung der Zähne der Zahnscheibe gegen den Stift nicht möglich ist.In an alternative embodiment, the subsequently produced axial fixing can also be designed as a metallic element pushed onto the end of the pin, for example as a toothed disk. Such toothed disks are also inexpensive to manufacture and easy to install and are also temperature resistant, so that such Axialfixierung not only serves as a mounting fixture, but also with a turbine-side use the high temperatures occurring there easily endures. The formation of the Axialfixierung as toothed disk also causes a significantly simplified assembly process, since such toothed discs can be easily pushed onto the free end of the pin, an automatic loosening but due to the caulking of the teeth of the toothed disc against the pin is not possible.
Bei einer Alternativlösung wird die Axialfixierung durch Umschmelzen des Stiftkopfes/Zylinderstiftkopfes z. B. mittels eines Lasers ausgeführt. Diese Ausführung ist analog zum Umformen äußerst beständig. Zudem ist dieser Prozess einfach und äußerst kostengünstig mit der ohnehin notwendigen Fertigungseinrichtung zum Fügen der Leitschaufelhebel/Verstellhebel realisierbar.In an alternative solution, the axial fixation by remelting the pin head / cylinder pin head z. B. by means of a laser. This version is extremely resistant analogous to forming. In addition, this process is simple and extremely inexpensive with the already necessary manufacturing device for joining the vane lever / lever realized.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Other important features and advantages of the invention will become apparent from the dependent claims, from the drawings and from the associated figure description with reference to the drawings.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.Preferred embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail in the following description, wherein like reference numerals refer to the same or similar or functionally identical components.
Dabei zeigen, jeweils schematisch,Show, in each case schematically,
Entsprechend der
Eine Axialfixierung der Führungsrolle
Aus diesem Grund schlägt die Erfindung gemäß den
Gemäß einer ersten alternativen Ausführungsform der nachträglich hergestellten Axialfixierung
Ebenfalls denkbar ist, dass die Axialfixierung
Eine Montage der erfindungsgemäßen variablen Turbinen- und/oder Verdichtergeometrie
Zunächst werden die Stifte
First, the
Mit der erfindungsgemäßen variablen Turbinen- und/oder Verdichtergeometrie
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- WO 2008/118833 [0002] WO 2008/118833 [0002]
- DE 102007056154 A1 [0003] DE 102007056154 A1 [0003]
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